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「機械增壓器&廢氣增壓器」哪種更強?

發(fā)布時(shí)間:[ 2022-05-16 08:33:55]

內容概述:機械增壓運行原理和缺點(diǎn),廢氣增壓完全勝利的原因。

「渦輪增壓技術(shù)」不僅僅是指廢氣增壓。增壓的概念是壓縮空氣體積,提高空氣中等量的氧濃度。燃燒的本質(zhì)是碳氫化合物的氧化還原反應。固定燃料與氧氣反應越多,反應過(guò)程中的強度(熱能)·扭矩)越大。

因此,在不增加油耗的基礎上提高性能,或在性能要求低的前提下降低油耗的唯一途徑是增壓。說(shuō)白了,增壓器就是空氣壓縮機,那么為什么只有廢氣渦輪技術(shù)成為主流呢?


機械增壓特性

增壓標準低

增壓損耗動(dòng)力

會(huì )有普通的機械增壓器0.5/1.0bar壓縮能力,這是一個(gè)相當低的標準。1bar等于空氣壓縮的一倍,或者理解為將一升空氣強行插入另一組空氣,但體積保持不變。機械增壓器按高標準計算,壓縮后的空氣氧濃度僅為≤31.425%的水平相當于增加了大約3.27×10^21個(gè)氧分子會(huì )有多大程度的改善?


普通的3.0T汽油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機通常有動(dòng)力儲備260kw/500N·m左右動(dòng)力儲備;然而,只有機械增壓發(fā)動(dòng)機200kw/400N·m性能和水平差異明顯很大。同樣的壓縮空氣技術(shù)前者可以根據(扭矩)實(shí)現更大的扭矩×轉速÷9549×1.36=馬力)公式正反推,正向理解是大扭矩實(shí)現高性能,反向理解是低性能要求可以以較低的速度(油耗)實(shí)現相同的功率。


為什么機械增壓器的效果這么差?原因是增壓器的動(dòng)力源是發(fā)動(dòng)機曲軸,通過(guò)皮帶與曲軸剛性連接,曲軸旋轉是增壓器旋轉。發(fā)動(dòng)機轉速是指曲軸每分鐘運行的頻率,大多數步行車(chē)的轉速受到限制7000rpm正常駕駛只在平均范圍內3000rpm左右。那么增壓器以如此低的轉速基數放大,渦輪轉速能有多高呢?


機械增壓器的轉速很低,所以壓縮空氣的能力很差。同時(shí),曲軸的扭矩(扭矩)也會(huì )消耗在增壓和扭矩的過(guò)程中,這決定了增壓效果會(huì )更差。許多人認為,機械增壓的運行可以提高低速范圍的功率性能,但這是對渦輪增壓技術(shù)了解不夠的誤解!渦輪增壓也可以以非常低的速度干預運行,但怠速時(shí)不會(huì )增加和提高怠速,因此性能和油耗都會(huì )更低。



渦輪增壓特性

渦輪由內燃機運行產(chǎn)生的排氣壓力驅動(dòng),效率高,功耗不增加。

汽油發(fā)動(dòng)機和柴油發(fā)動(dòng)機在正常運行過(guò)程中都會(huì )有很大的排氣壓力。如果試圖強行堵塞排氣管尾喉,然后加油門(mén),很難用很大的力堵塞。那么,用這種高壓氣體驅動(dòng)渦輪運行,其速度能輕松達到數萬(wàn)轉嗎?-廢氣增壓器的壓力可以達到1.5/3.0bar區間,增壓增扭效果真的很理想。


知識點(diǎn)1:廢氣增壓滯后嗎?1.5T/2.0T發(fā)動(dòng)機,高效的選擇可以達到1250轉的標準,即峰值扭矩,即增壓器的較大速度。汽車(chē)開(kāi)始時(shí)碰油門(mén)似乎超過(guò)了這個(gè)標準,所以廢氣增壓滯后是不合理的。至于一些中大排量發(fā)動(dòng)機的增壓器,例如LTG高階版2.0T為「200kw/400N·m」-2750~4000rpm,如何理解這個(gè)設置?


知識點(diǎn)2:增壓器能立即從零上升到數萬(wàn)甚至超過(guò)10萬(wàn)轉嗎?顯然,這是絕對不可能的,渦輪的速度也是在線(xiàn)的,改進(jìn)的基礎是發(fā)動(dòng)機速度(排氣壓力逐漸增加)。也就是說(shuō),該機器實(shí)際上可以從1000轉左右開(kāi)始低速運行1000~2750rpm渦輪增壓器的范圍是線(xiàn)性增壓,而不是不運行。


知識點(diǎn)3:雙渦輪增壓器是目前較主流的高端組合!其概念是一組低慣性低壓增壓器在啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始運行,可以輕松達到較高速度;然后驅動(dòng)另一組普通高慣性增壓器同時(shí)運行,實(shí)現「1+1>2」增壓效果。參考柴柴π雙渦輪柴油機系列較大扭矩高達480N·m,這要比很多3.0T柴油機或3.0S汽油機性能強,低速限制后也能實(shí)現160kw最大功率。


總結:渦輪增壓器的效率與不增加能耗的優(yōu)點(diǎn),決定了高性能發(fā)動(dòng)機或需要牽引力足夠強的發(fā)動(dòng)機都會(huì )選擇這種技術(shù)。機械增壓的效率不比優(yōu)秀的電渦輪效果好多少但又會(huì )增加能耗,較終只剩下技術(shù)門(mén)檻低的優(yōu)點(diǎn)了。

因此,該技術(shù)已被淘汰淘汰,這種機器應該用于量產(chǎn)汽車(chē)。



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