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「一口氣說完」「渦輪增壓」到底是怎麼省油的?

1印象中的渦輪增壓……

說起渦輪增壓

從前不明覺厲的童鞋總是以為是這樣的☟

或者是這樣的☟

操作起來大概是這樣的☟

渦輪增壓到底是怎麼回事?

這次泰哥一口氣全“吹”給你聽!

【渦輪增壓】

是一種利用內燃機運作所產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術。與超級增壓器(機械增壓器)功能相若,兩者都可增加進入內燃機或鍋爐的空氣流量,從而令機器效率提升。常見用於汽車引擎中,透過利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。

渦輪增壓全稱為廢氣渦輪增壓器,其原理跟字面一樣,就是利用汽車發動機廢氣來驅動主動渦輪葉片,帶動同軸的葉輪來對空氣進行壓縮後注入發動機氣缸內進行燃燒。由於同體積內含有的空氣更多,因此氣缸內的燃燒會更加充分,

從而產生更多的能量。

【工作原理】

但凡事都有兩面性,由於渦輪增壓器是通過廢氣來驅動的,在發動機低轉速工況下,廢氣排放量不足時,渦輪增壓器不但無法帶來動力的提升,反而還會因為阻礙排氣產生動力響應遲滯現象,這就是渦輪遲滯效應。

優點:

在相同排量的前提下,能大幅提升發動機的功率和扭矩,大約40%左右,也就是1.8T大約能相當於2.4L,因為帶T的發動機比自吸發動機燃燒的更充分。

缺點:

使用渦輪增壓器的發動機在運轉時,發動機缸體溫度以及燃燒室的壓力要遠遠高於自然吸氣發動機,這就影響了發動機的使用壽命,而且安裝渦輪增壓器的發動機結構更加複雜,給維修保養增加了成本。

甚至有不少車友反映,渦輪增壓發動機消耗機油過快。

安了渦輪增壓的車動力輸出反應滯後,油門踩下去提速會有一個延時,因為廢氣渦輪增壓器需要發動機的廢氣驅動,當你踩下油門後渦輪增壓器並沒有馬上提高工作效率,要等個兩秒以上才會反應過來。

按照同等功率下渦輪增壓機排量更低的理論,加裝渦輪增壓裝置,可以讓小排量發動機爆發更猛的力量,也就意味著可以縮小發動機的體積、減輕發動機的重量,也可以降低製造成本,廠商老是宣揚“特別”省油!

2真的能省油嗎?

其實我們應該把這個“特別”忽略,來看看以下的小實驗:兩台分別為1.8L和1.4T發動機的燃油消耗(見下圖)

在上面這個圖表中,各取幾個工況點(2bar/2000rpm,3bar/3000rpm和5bar/4000rpm),這些工況點分別為車輛在低速低工況、中等工況和高速工況的運行點。可以看出增壓發動機的燃油消耗比自然吸氣的發動機要高。

通過對比幾組不同的增壓發動機和自然吸氣發動機,其實都可得出類似的結論。不過上述對比沒有考慮到不同工況點的負荷變化,因此上面的圖表還不能準確描述增壓發動機的油耗潛力。也就是說渦輪增壓發動機不省油這個結論並非完全成立。

為了得出結論,來看另外一個對比測試,即相同扭矩情況下的油耗對比(見下圖)

從上面這個圖表看得出,相同扭矩下,輕負荷增壓發動機油耗能夠節省4.2%。燃油消耗趨勢隨發動機轉速和扭矩的增高而下降。上面圖表還能看得出,燃油消耗的優勢主要取決於扭矩,轉速的影響較小。但只有達到一定扭矩,增壓器燃油消耗的固有的缺陷才能得到補償。也就是說,增壓發動機油耗在低速高負荷時才能夠發揮優勢。

渦輪增壓發動機帶來高動力、低油耗的同時,也會有一些缺點。例如:使用渦輪增壓器的發動機在運轉時,發動機缸體溫度以及燃燒室的壓力要遠遠高於自然吸氣發動機,這就影響了發動機的使用壽命,而且安裝渦輪增壓器的發動機結構更加複雜,給維修保養增加了成本。甚至有不少車友反映,渦輪增壓發動機消耗機油過快。

3傳說大眾和奧迪的車靠燒機油驅動發動機那這是咋回事呢?

目前,汽車的發動機缸體材料主要有兩種,一種是鑄鐵,一種為鋁合金。無論使用何種材料,都有各自的優缺點。比如,鑄鐵發動機雖然膨脹率較小,但重量較重,導熱散熱性要比鋁合金發動機差。而鋁合金發動機雖然重量輕,導熱散熱性好,但膨脹係數要比鑄鐵材料高。尤其現在不少發動機都採用了鋁合金缸體和其他部件,這就要求設計和製造過程中為各部件之間預留出一些縫隙,例如活塞和氣缸之間,以免高溫膨脹後導致縫隙過小。

這種做法帶來的弊端就是,當發動機啟動時,在水溫以及發動機溫度都還比較低的情況下,會有一少部分的機油通過這些縫隙流進燃燒室,也就是造成了燒機油的情況。

當然,目前的發動機製造技術已經非常成熟,相比自然吸氣發動機,渦輪增壓發動機燒機油的狀況已經得到非常明顯的改善,即便是有一少部分機油會流進燃燒室,這個量也是非常小的。而且,渦輪增壓器在工作狀態下也會達到非常高的溫度,並且要靠機油進行冷卻,這是渦輪增壓發動機相比自然吸氣發動機機油使用量稍大一些的原因。

其實,如果安裝了品質可靠的渦輪增壓器,行駛過10萬甚至20萬公里之後,渦輪增壓器還是杠杠滴,但是,造成燒機油的原因是因為渦輪增壓器和進氣管之間油封密封損壞,為什麼這裡會損壞,一定是更換機油的週期過長或使用了劣質機油造成。

更多內容請看小編對EA888發動機的專題:(點擊下圖)

4其實不燒機油也是可以有的

1、保持渦輪增壓器的清潔

首先要保證發動機機油濾清器的清潔,防止灰塵等雜質進入高速旋轉的增壓器葉輪,灰塵顆粒可能會打壞增壓器葉片,造成轉速不穩、軸套和密封件磨損加劇。

2、使用高品質的全合成或半合成機油

高品質的機油不僅有更好的潤滑作用,更重要的作用就是清潔和保護功能。

3、車輛啟動後避免發動機高轉速運轉

發動機和渦輪增壓器都需要機油來保護,冷車啟動後機油潤滑不佳,如果讓發動機和增壓器都高速運轉,會造成比較大的磨損。最好在啟動後等待幾分鐘,讓機油的工作狀態恢復正常後再加大油門。這一點尤其在冬天更要注意。

4、定期檢查渦輪增壓器的密封環

在進行車輛保養時,一定不要忽略檢查渦輪增壓器。包括檢查渦輪增壓器的密封環的密封性、潤滑油管和接頭處是否滲油、渦輪增壓器有沒有異響和不正常的震動等。渦輪增壓器比較昂貴,出現隱患之後會造成發動機故障,不要疏忽檢查造成丟西瓜撿芝麻。

5泰哥總結

渦輪增壓聽起來高端大氣,技術賣點噱頭十足,可是渦輪增壓機在輸出線性、耐用性、可靠性和保養方面還是差了自然吸氣引擎一截的,大家看清楚實際情況,是想要激情澎湃動力十足還是小橋流水穩穩當當,想清楚才能選到真正適合自己的!當然啦,泰哥我這種模子,就是要像開飛機一樣開車!

也就意味著可以縮小發動機的體積、減輕發動機的重量,也可以降低製造成本,廠商老是宣揚“特別”省油!

2真的能省油嗎?

其實我們應該把這個“特別”忽略,來看看以下的小實驗:兩台分別為1.8L和1.4T發動機的燃油消耗(見下圖)

在上面這個圖表中,各取幾個工況點(2bar/2000rpm,3bar/3000rpm和5bar/4000rpm),這些工況點分別為車輛在低速低工況、中等工況和高速工況的運行點。可以看出增壓發動機的燃油消耗比自然吸氣的發動機要高。

通過對比幾組不同的增壓發動機和自然吸氣發動機,其實都可得出類似的結論。不過上述對比沒有考慮到不同工況點的負荷變化,因此上面的圖表還不能準確描述增壓發動機的油耗潛力。也就是說渦輪增壓發動機不省油這個結論並非完全成立。

為了得出結論,來看另外一個對比測試,即相同扭矩情況下的油耗對比(見下圖)

從上面這個圖表看得出,相同扭矩下,輕負荷增壓發動機油耗能夠節省4.2%。燃油消耗趨勢隨發動機轉速和扭矩的增高而下降。上面圖表還能看得出,燃油消耗的優勢主要取決於扭矩,轉速的影響較小。但只有達到一定扭矩,增壓器燃油消耗的固有的缺陷才能得到補償。也就是說,增壓發動機油耗在低速高負荷時才能夠發揮優勢。

渦輪增壓發動機帶來高動力、低油耗的同時,也會有一些缺點。例如:使用渦輪增壓器的發動機在運轉時,發動機缸體溫度以及燃燒室的壓力要遠遠高於自然吸氣發動機,這就影響了發動機的使用壽命,而且安裝渦輪增壓器的發動機結構更加複雜,給維修保養增加了成本。甚至有不少車友反映,渦輪增壓發動機消耗機油過快。

3傳說大眾和奧迪的車靠燒機油驅動發動機那這是咋回事呢?

目前,汽車的發動機缸體材料主要有兩種,一種是鑄鐵,一種為鋁合金。無論使用何種材料,都有各自的優缺點。比如,鑄鐵發動機雖然膨脹率較小,但重量較重,導熱散熱性要比鋁合金發動機差。而鋁合金發動機雖然重量輕,導熱散熱性好,但膨脹係數要比鑄鐵材料高。尤其現在不少發動機都採用了鋁合金缸體和其他部件,這就要求設計和製造過程中為各部件之間預留出一些縫隙,例如活塞和氣缸之間,以免高溫膨脹後導致縫隙過小。

這種做法帶來的弊端就是,當發動機啟動時,在水溫以及發動機溫度都還比較低的情況下,會有一少部分的機油通過這些縫隙流進燃燒室,也就是造成了燒機油的情況。

當然,目前的發動機製造技術已經非常成熟,相比自然吸氣發動機,渦輪增壓發動機燒機油的狀況已經得到非常明顯的改善,即便是有一少部分機油會流進燃燒室,這個量也是非常小的。而且,渦輪增壓器在工作狀態下也會達到非常高的溫度,並且要靠機油進行冷卻,這是渦輪增壓發動機相比自然吸氣發動機機油使用量稍大一些的原因。

其實,如果安裝了品質可靠的渦輪增壓器,行駛過10萬甚至20萬公里之後,渦輪增壓器還是杠杠滴,但是,造成燒機油的原因是因為渦輪增壓器和進氣管之間油封密封損壞,為什麼這裡會損壞,一定是更換機油的週期過長或使用了劣質機油造成。

更多內容請看小編對EA888發動機的專題:(點擊下圖)

4其實不燒機油也是可以有的

1、保持渦輪增壓器的清潔

首先要保證發動機機油濾清器的清潔,防止灰塵等雜質進入高速旋轉的增壓器葉輪,灰塵顆粒可能會打壞增壓器葉片,造成轉速不穩、軸套和密封件磨損加劇。

2、使用高品質的全合成或半合成機油

高品質的機油不僅有更好的潤滑作用,更重要的作用就是清潔和保護功能。

3、車輛啟動後避免發動機高轉速運轉

發動機和渦輪增壓器都需要機油來保護,冷車啟動後機油潤滑不佳,如果讓發動機和增壓器都高速運轉,會造成比較大的磨損。最好在啟動後等待幾分鐘,讓機油的工作狀態恢復正常後再加大油門。這一點尤其在冬天更要注意。

4、定期檢查渦輪增壓器的密封環

在進行車輛保養時,一定不要忽略檢查渦輪增壓器。包括檢查渦輪增壓器的密封環的密封性、潤滑油管和接頭處是否滲油、渦輪增壓器有沒有異響和不正常的震動等。渦輪增壓器比較昂貴,出現隱患之後會造成發動機故障,不要疏忽檢查造成丟西瓜撿芝麻。

5泰哥總結

渦輪增壓聽起來高端大氣,技術賣點噱頭十足,可是渦輪增壓機在輸出線性、耐用性、可靠性和保養方面還是差了自然吸氣引擎一截的,大家看清楚實際情況,是想要激情澎湃動力十足還是小橋流水穩穩當當,想清楚才能選到真正適合自己的!當然啦,泰哥我這種模子,就是要像開飛機一樣開車!