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为什么机械增压车型越来越少?涡轮增压却成为主流?【新资讯】

发布时间:2019-10-16 15:37:00 阅读: 来源:垫圈厂家

关于机械增压(supercharge)和涡轮增压(turbocharge)的争议一直都没有停止过。涡轮增压刚出来的时候,承受了各种吐槽、争议,无论是消费者还是媒体对涡轮增压的评价都很差。虽然如今涡轮增压已经被大众所接受,但在部分人眼中,涡轮增压车型依然不如自然吸气和机械增压。那么,涡轮增压和机械增压的区别到底在哪?它们的应用场景又有何不同呢?

更强的动力需要更多的空气

内燃机所能产生的功率主要取决于它能燃烧多少燃料,以及它能多快、多有效地将燃烧产生的热能转化为机械能。但是燃料需要空气(实际上是空气中所含的氧气)来帮助燃烧,所以发动机的最大输出功率很大程度上取决于燃烧燃料所需要的空气量。

发动机气缸进排气工作演示

因此,就产生了这样一个共识——给发动机提供比平时更多的空气,这样它就可以燃烧更多的燃料,产生更强的动力。这些额外的进气可以由涡轮增压器或机械增压器提供。这两种都是空气压缩机,但它们的操作和性能非常不同。

两种技术有一个共同目的

涡轮增压发动机工作演示

涡轮增压器利用从发动机气缸中喷出的灼热(和膨胀)的高速和高热量废气来驱动涡轮,然后涡轮驱动小型压缩机或叶轮,叶轮又将更多的空气塞回发动机。机械增压器同样是向发动机中输入额外的空气,但它是由发动机通过曲轴上的皮带或电动机机械驱动的。

机械增压器实体工作演示

涡轮增压和机械增压各有优缺点,但最明显的区别是,搭载涡轮增压器的汽车起步时,油门响应会有轻微的延迟,尤其是当你猛踩油门时。原因很明显,涡轮增压器需要一段时间来“转起来”,然后才会释放出额外的能量。当你踩下油门踏板后,需要一秒钟的时间来增加排气的热量和压力,使涡轮旋转起来,这被称为“助推延迟”或“涡轮延迟”。

相比之下,机械增压器就没有“涡轮延迟”的现象,因为它的气泵直接与发动机的曲轴相连,所以它在发动机启动时便跟随旋转并能立即做出反应。机械增压发动机提供的动力很直接,因此你通过臀部下的座位便能感觉到持续而强大的动力输出,同时你油门踩得越深,这种感觉越强烈。

机械增压发动机工作演示

虽然涡轮增压器的主要缺点是升压滞后,但它的能效要比机械增压器做得更好。因为机械增压器使用发动机自身的动力来带动工作,所以当发动机转速上升时,它会吸走越来越多的动力,也正是这个原因使得机械增压发动机的燃油效率往往较低。相比而言,涡轮增压器的能效要更高一些,因为它是由发动机排出的废气来带动的,不会额外消耗过多发动机的动力。

涡轮增压成为主流的原因

很明显,绝大多数汽车制造商已经在涡轮增压和机械增压之间做出了选择(起码涡轮增压已经成为了大趋势),涡轮增压凭借其较大的优势胜出。这与动力的强弱无关,而是与燃油效率有关。无论是欧美还是中国,对燃油经济性和温室气体排放的要求和标准变得越来越高,再加上油价持续上涨使得消费者对燃油经济性更加重视,促使绝大多数汽车制造商选择了涡轮增压而非机械增压。

涡轮增压器的普及使用也推动了另一个发动机发展的趋势,那就是排量越来越小。很多汽车制造商已经开始使用更高效的涡轮增压四缸发动机来取代许多v6发动机,因为涡轮增压四缸发动机的气缸虽然减少了,但是却能够提供v6发动机同等的动力,而且涡轮增压四缸发动机通常还能够提供更大的扭矩。此外,带涡轮增压的六缸发动机也在逐步取代v8甚至是v10/v12/w12发动机。

据全球信息调查公司ihs markit统计,2018年约有220款车型提供了至少一款涡轮增压发动机,而只有30款车型配备了机械增压发动机。

电动增压:或许会成为新潮流

最近,市场上出现了除涡轮增压和机械增压之外的第三种增压方式:电动增压。2019款amg cls53和e53等性能车型上提供了一种全新的搭载涡轮增压器的429马力3.0升六缸发动机,重点是这款发动机还配备了电动增压器,以弥补涡轮增压发动机的涡轮迟滞现象。电动机使压缩机旋转,在低转速时带动增压器工作。

该装置的制造商博格华纳表示,电动增压器“在涡轮增压器接管之前,可按需提供增压,提高发动机低速时的增压能力,而且几乎可以完全消除涡轮迟滞现象”。 电动增压作为今后涡轮增压的一个补充,或许会在未来逐渐成为主流,这就有点像48v轻混那样。

写在最后

与此同时,在这场持续数十年的动力增压技术之战中,我们有了一个明显的赢家——至少汽车制造商是这样认为的,他们目前生产的增压发动机几乎都采用涡轮增压形式。但实际上,这场扳手腕比赛仍在继续。有迹象表明,内燃机的未来将会看到这两种技术并驾齐驱。

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