法系1.8和2.0自吸发动机优缺点(为何小排量发动机能越级挑战)
文/秦明
现在汽车消费者买车时已经会选择合适的马力和排量的发动机,但对于发动机的“T”和”L”信息还是存在空白,对于“T”涡轮增压和“L”自然吸气,不了解的用户可能觉得差别并不大,认为对以后出行并不会造成太大影响,但其实不然,涡轮增压和自然吸气直接影响着动力性能和响应,对以后的驾驶有着重要的影响。那这次就来帮助纠结涡轮增压和自然吸气的用户做出更明智的选择。
涡轮增压结构
发动机排气管排出的是高温高压的废气,但仍具有一定的能量。在自然吸气发动机中,这部分能量往往随着废气的排放而白白浪费,而涡轮增压器的动力来源恰恰就是这些被排出的废气。涡轮增压器的排气叶轮与压气叶轮通过同一根轴承相连接,这部分通过浮动轴承(转子高速旋转时可保证摩擦阻力矩较小)固定在增压器中。
为了使涡轮增压器能够更好地发挥其效能,除了涡轮机和压气机两个最主要的组成部件外,涡轮增压器上还设置了其他辅助控制元件
在涡轮增压器涡轮机的出口处设有一个废气旁通阀,废气旁通阀由一个真空执行器在真空的作用下通过杠杆机构驱动开关,而真空的施加大小则由ECM电子元件操控废气旁通控制电磁阀来进行控制。在压气机侧面有一旁通管路,连接其进气口与排气口,在这一旁通管路上设有一个进气旁通阀,同样也是由ECM通过对进气旁通电磁阀的控制实现对进气旁通阀开、关的控制。
因为发动机排出的废气具有一定的热量,并且经过压气机挤压后,温度还会升高,因此,需要在压缩空气通向进气歧管的中间通路上增设了一个空气冷却器以冷却增压后的气体,最终使更多、密度更大的空气进入气缸,从而实现进气增压的目的。
工作原理
涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。
当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了
涡轮增压优缺点
涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲,即动力更强劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加30%甚至更高。
就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机高不了多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。
和自然吸气对比优劣势
相比涡轮增压借助外力做功的方式,自然吸气是一种不利用任何增压器的方式,只靠大气压将空气送入发动机气缸内,主要就是以马自达、日产等日系品牌为代表,而排量主要集中在1.2L、1.6L、2.0L甚至也有少数性能车排量达到了3.6L甚至兰博基尼Aventador达到了6.5L。
从技术可靠性看来,自然吸气发动机具有更简单的结构,自然可靠性要更高一些,质量稳定。再看涡轮增压发动机的故障率就会显得大了一些,毕竟结构复杂了,故障率也会随零部件增多而提高。
再从使用寿命和后期维护成本上来看,自然吸气发动机显然要好一些。自然吸气发动机的生产成本本就较低,同样在后期维护维修时也就更为方便和便宜。而涡轮增压的发动机对于油品的质量选择、火花塞、机油等等零配件的质量往往要比自然吸气发动机更为挑剔。
从动力方面来看两者就各有优势了。自然吸气发动机因其简单的进气方式,换来了较为流畅平顺的动力输出。而且驾驶起来就感觉比涡轮增压器车型更加顺畅,动力响应相对于涡轮增压车型就更快。但是缺点就在于低转速区间没有足够的进气量,油耗也会更高。涡轮增压发动机通过废气涡轮获得了更大的进气量,发动机的动力性能得到提高。
写在最后:
总的来说,涡轮增压对废气的重新利用加强了发动机的性能,并且最主要的是,当下排放法规的不断严格,涡轮增压能够有效减少尾气的排放,这对于汽车厂商来说,很明显是一个更具有发展前景的道路。
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