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[原创] 忍无可忍,半桶水也从皮毛谈“涡轮增压”,欢迎指正

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忍无可忍,半桶水也从皮毛谈“涡轮增压”,欢迎指正

看大家对涡轮技术都比较感兴趣,然后又见识到了几个不懂装懂就开始传教的帖子,有点儿受不了。

以我的理解谈一谈涡轮技术吧,只懂一点儿皮毛,可能有说错的地方,大家尽管挑错,共同提高。

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这世上断然没有只吃肉不挨打的好事。涡轮也是一样。
本身涡轮这个技术就具备两面性,用“相对高的保养费用,对机油和油质的要求略高”,换取“同等排量下更好的动力,同等动力下更小的排放”

所以,涡轮绝对不是说加上就“牛了逼了无了敌了”,再怎么涡轮发动机也不可能不受物理定律的束缚——毕竟在同样时间内把同样重量的车加速到同样速度,消耗的能量肯定是一样的,所以不可能说我烧1份油出一份功,加了涡轮就一份油两份功了——当然,严格说来,涡轮可以增加进气压力,造成极稀薄的汽油燃烧状态,实际也增大等量汽油燃烧做工的效率。

看看发动机扭矩图就能发现,涡轮车型和NA自然吸气车型的扭矩图一眼就能辨别出来。而这个区别,也就是因为涡轮造成的。(图暂时欠奉,等我找到了补上)

你可以这么理解。


不妨把涡轮看做一个工具:这个工具可以把NA发动机随转速上升而提高的扭矩和功率曲线进行修整,把日常来说不常用的高转速区间的扭矩和功率砍掉,补到低转速和中转速区域。

拿VW的1.4T来说,1750转,就已经迸发出220的最大扭矩,而220扭矩只能保持到3500转,扭矩就开始下降。但凡开车的人都差不多知道,正常行驶的转速区间大概在2000到2500转左右,而这款发动机的发力区间刚好覆盖了这个转速区间。另外,220扭矩是什么概念?民用2.0NA发动机最高扭矩也无非就是BMW的2.0和PSA的2.0,这两款发动机的峰值扭矩也只有200而已。

所以,只要VW 1.4T发动机转速达到1750以上,它的扭矩就已经超越了任何一款民用2.0NA,而1750这个转速并不高,也就是说,不存在说“城里体会不到涡轮的好处”——除非你住在一线城市天天高峰时间开车上下班,踩了油门马上就要踩刹车,堵车堵的一档二档来回换,1500转都没机会上(这样的情况下,你更需要的是地铁或者电动车)。

但是正如我们前面所说,在中低速吃了肉的1.4T发动机,上了高速,当你油门大脚踩下去的时候,转速超过3500,就该挨打了——你就会发现这个发动机基本已经没有之前澎湃了,甚至加速开始下降了!

而这个时候正是NA发动机开始表演的舞台,随着转速的提高,扭矩上升,加速能力基本呈线性增加,直到转速进入红区为止——当然,公平起见的说一句,1.4T发动机在5挡MT手动车型上,120的时速大概是2500转以下,也就是说不超速的话,你的动力相比2.0NA发动机而言,依旧还是比较澎湃基本持平的。


一句话总结:涡轮车型,在涡轮完全介入的转速之前,与NA伯仲;涡轮介入,明显超过NA的扭矩直接释放;在高转速下,劣于NA发动机。

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自从涡轮诞生之后,从民用,日本曾经大面积的使用过涡轮(现在在二手市场可能还能见到0.8T、1.0T的日本小车),更不用提VW之类的欧洲美洲车型;到高端,ABB三驾马车都推出了自己的涡轮车型,甚至BMW还计划把一贯视为自己传统的3.0L6发动机换成了L4增压发动机,可以说涡轮已经形成了一种趋势。而相比当年帕萨特熄火之前还要怠速辅助涡轮降温,3000转左右涡轮才完全介入,以及10万公里有可能需要更换涡轮,现在的涡轮技术应该说已经解决了当年的这几个问题。

当然,不同定位和不同调教也会导致涡轮发动机发力区间的不同,上面具体举例的,只是偏向家用,以经济性和动力为卖点的EA111 TSI发动机,理论上猜测,这款发动机的涡轮尺寸可能比较小,因此在低转速就可以完全介入,但在高转速之后就后继乏力了。另外一个比较好的例子,就是最近的新骐达1.6T发动机,这款发动机的发力区间就与EA111完全不同,它的涡轮完全介入,扭矩完全释放的区间在2200到5200转(印象中),那么,从这个扭矩释放区间不难看出,新骐达1.6T在平稳驾驶的状况下,并不能很好的释放自己的动力,而暴躁一些,更深一些的油门下,才能感受到这个发动机的力量,并且扭矩持续时间比EA111要长。

1.4T发动机在国外还存在一种搭配,就是尚酷1.4T那种,双增压,在3000转以下,增压由机械增压负责,超过3000转,涡轮开始介入提供增压。

也就是说增压其实也是可以进行调教的,这无非就是类似于你每天上班的八个小时里,有三个小时可以特别牛逼,那你作为销售,自然就把“特别牛逼时间段”安排在见客户的阶段,作为技术人员,可以把“特别牛逼时间段”分配给设计时间。

汽车也是同样,根据车型的定位,家用型的就把扭矩调教到起步和平稳行车的阶段发挥,重视后端加速,就把扭矩调教到中高转速下发力,等等。

                                                                                      涡轮发展是一种趋势的分割线                                                                                                               

实际上,虽然具有好保养好维修的优势,但是得承认,VW的EA113确实是几十年前上市的老掉牙的NA发动机,国内而言,NA发动机确实VW比不过日本品牌。
不过我想这还是趋势问题,并不是说德国人就比日本人做发动机差,很简单的例子,看看R32和R36的NA发动机,或者干脆看看W12,这也都是VW的NA产品。
而再看看迈腾、A4、CC三款使用EA888发动机汽车的参数,不难发现虽然都是EA888,功率差距却是比较大的,这多少也说明了VW对发动机的调教功力。

困了,先到这里。脑子不清醒可能写的有问题,等待大家指正了。


[ 本帖最后由 c0ldplay 于 2011-6-21 17:53 编辑 ]

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原帖由 benzml350 于 2011-6-18 08:57 发表
楼主所说的‘转速超过3500,就该挨打了’,试问1.4T的车3500转的时候车速是多快呢,一百四应该有了吧,已经超速快20%,有几个人把那么个小车开那么快呢
帖子里提到了啊,不超速的话,1.4t不比2.0NA差。

高6 1.4t MT来说吧(DSG我没上过高速),120时速,5挡转速大概在2500左右而已,依旧在3500扭矩平台之内,提速还是很犀利的。

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原帖由 joyhudan 于 2011-6-18 11:38 发表
我不懂理论,但做过1.8t和2.0的passat,以这个最常见的的车来说 ,涡轮之后似乎动力系统无多大改变,但平衡性似乎要好些
1.8T的帕萨特我记得涡轮完全介入大概在3000转左右,所以正常平稳行驶感觉差异不大,也正常。
不过如果同样在超车时候地板油,当转速上升到3000转左右,你会感觉到1.8T发动机存在一个比踩油门踏板略有延迟的,明显的加速。

2.0NA的帕萨特就别提了,和捷达一样的EA113老爷发动机,单缸2气门,我记得只有80多KW的功率,稍微激烈一点儿驾驶的话,和1.4T的差距都很明显。
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  • 超级狐狸 金币 +1 回复认真,鼓励! 2011-6-18 14:45

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原帖由 782839510 于 2011-6-18 11:52 发表
涡轮增压是这段时间的主流,到了以后会被电动车逐渐淘汰。而且还吃精粮,都要97号
用油标号基本是取决于压缩比的,标号越高的汽油,抗震爆能力越强,因此理论来说压缩比超过10(或者11)的发动机就应该使用97号燃油了。

高压缩比发动机如果选用低标号汽油,有可能出现叫杆(好像也叫爆震?)现象,原因在于在压缩到一定程度的时候,高温高压下低标号雾化汽油就已经自燃了,而不是通过火花塞打火引燃的,这时本来还在向上做压缩运动的活塞被燃烧膨胀的压力顶了回来,又损失了动力,又损伤了发动机,同时还能听到明显的活塞敲缸的声音。

上面是原理,从原理不难看出,采用小涡轮,适当降低压缩比,涡轮车也是可以用93号油的。EA111 1.4T就在说明书上明确标注了可以使用93号。
不过确实目前大部分涡轮车还都是要加97的。
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  • 超级狐狸 金币 +1 回复认真,鼓励! 2011-6-18 14:46

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原帖由 runot2far 于 2011-6-18 10:39 发表
涡轮的增压效果区间其实主要取决于涡轮的大小。我们不妨把涡轮看成风扇。小风扇,起步需要的动力低,但是风量小,达到同样风量需要比大风扇更高的转速。大风扇起步需要动力高,同样转速下比小风扇输出风量大。

而 ...

涡轮技术从原理上讲,就肯定是具有一定延迟的,类似于有光线就会亮的手电,或者电视一开就能播音的收音机……当然,开玩笑的。

其实延迟问题也不大,只要把延迟降低到可接受的范围就可以了。在这方面,涡轮增压还有单涡轮双涡管等技术,BMW的535GT好像就是这个技术,1000多转涡轮就可以完全介入了,可以说延迟是很小的。当然,吃了肉了肯定得挨打,虽说功率是提高了,延迟是减少了,不过单涡轮双涡管比双涡轮结构要复杂一些吧。


毕竟涡轮增压结构相对简单,而且在民用方面,可以通过选用较小的涡轮提高经济性,和利用发动机倒置解决一定的散热问题(不过这样一来撞车以后损失就大很多),加上现在的材料方面的发展,我个人感觉还是具有很好的发展前途的。

不知道涡轮工作时候温度能达到多少,不过以见过的图片而言,工作时可达到发红,至少有500摄氏度吧,现在的高温合金DZ40M好像是可以承受到1200左右温度不变性的,所以这方面应该没啥问题。

另外涡轮增压系统都是伴随泄压阀的,完全可以通过调节泄压阀泄压压力,限制涡轮增压的最高压缩比,以在性能和寿命中选取一个平衡点。
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  • 超级狐狸 金币 +3 回复认真,鼓励! 2011-6-18 14:46

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原帖由 lyyysl001 于 2011-6-18 15:47 发表
本人是纯粹的车盲,从不注意这些细节技术,
确实啊,我也发现咱这个版块对技术都不是很热衷,可能确实跟论坛定位有关系吧。

不过去专门的汽车论坛,又有点儿乌烟瘴气……无脑托无脑黑的都挺多,客观的不多。

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补充一句。还是有点想不明白。

当时写这个的时候也就是一知半解,后来想了想,涡轮车型之所以扭矩曲线是梯形,高转速下反而会扭矩降低,应该是泄压阀开始工作的原因。

当转速超过一个值,过快的涡轮转速给发动机进气增压达到一个泄压阀工作的临界值,泄压阀阀门被压力顶开,开始泄压,进气压力降低,从而保护发动机。

不过这么说的话,似乎随着转速增高扭矩还应该是一个平台啊,为啥下落呢?是因为涡轮高速之后有保护?
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  • sun817 金币 +2 回复认真,鼓励! 2011-6-25 04:09

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