改装增压器首选机械还是涡轮(改装机械增压器是燃油车提升动力的唯一可行方式)
曾经有些动力较差的汽车会选择改装机械增压器,比如普拉多或马自达,多年前的改装热度几乎令人叹为观止;可是近几年似乎忽然没有了动静,而且这些之前保值率极高的车现在也成了烫手的山芋,二手车市场里没什么人待见它们了。
这到底是怎么回事呢?
咱们先来了解一下什么是机械增压器,以及增压提升动力的原理吧。
参考下图,这就是典型的机械增压器的核心部件。
“增压”增大的是进气的压力,但是吸气量不会变,排量是多少进气量就是多少;改变的只是吸入空气的密度,因为空气在吸入后会被高速 旋转的涡轮压缩变小。空气中的各种分子之间是有间隙的,分子有相吸且相斥的特点,在固定的压力条件下的间隙会相对固定;那么增大压力则能使分子间隙缩小,在固定的空间中原油的空气体积缩小且涡轮继续吸气,那么就会有更多的空气被压缩到不变的空间里,空气的“浓度”也就会随着而提升。
空气压缩后会使其中的“氧分子”数量增加,这是使用涡轮增压技术的初衷。
内燃机转化机械能(动力)的基础是燃烧,燃烧的本质是燃油和氧气的化学反应;由于内燃机的做功时间很短暂,燃油无法做到充分燃烧,即便是热车状态也不行;所以只要提升氧浓度则能在固定的时间和空间里让燃油燃烧的充分性得以提升,转化出的热能也就会更多,对应提升的就是发动机的扭矩。
扭矩可理解为发动机单次做功输出的动能,扭矩×专属÷9549=功率,功率×1.36=公制马力。
家用车的发动机转速基本都差不多,所以只要扭矩大动力就会更强,因为两者是相乘的关系。
这说白了就是“富氧燃烧”,涡轮增压器的作用就是提高氧浓度实现“富氧状态”。
可是涡轮增压器本身是怎么运转的呢?
增压器本身没有动力,机械增压器有“皮带轮”,这个轮连接的是发动机的曲轴;曲轴其实就是发动机的“动力输出轴”,其连接的是离合器或变矩器,之后再连接变速箱、传动轴和车轮。所以与曲轴连接的机械增压器带轮在发动机启动后就会开始运转,实现包括怠速时的全速域增压;这是一个优点但也是缺点,优点是全时增压,缺点是怠速时并不需要增压,增压器的运转反而会加大发动机的运行负荷,导致耗油量的升高。
机械增压器还有另一个大缺点,那就是转速太慢。
大部分机械增压器的齿轮比都没有第一张图片那么夸张,和上面这张图片的标准倒是差不多;发动机带动增压器主动齿轮运转,主动齿轮再带动压气机转子运转,这个速比就像是变速箱的高速挡,是能够放大转子的转速的。
不过高标准的机械增压器也就是上万转到几万转,而涡轮增压器可以超过10万转。
转速高则压力大,空气压缩的程度也会大,空气的氧浓度自然会更高。
反之,则低。
所以使用机械增压器的发动机对扭矩的提升效果是很有限的,参考路虎或红旗汽车的3.0S-V6,亦或者是日产挂着机械增压器的QR25-2.5S,其扭矩都要比同排量的涡轮增压机低很多,功率自然也会差一些。
而且机械增压发动机的最大扭矩来得会比较晚,比如路虎3.0S-V6的最大扭矩要到4500转才能达到峰值,发动机只有中低转速扭矩足够大才能在日常代步时做到兼顾高性能和低能耗;所以这些车的耗油量都是偏高的,然而能用于改装的却只有这一种,因为涡轮增压器没法改装。
涡轮增压器是通过内燃式发动机运行时产生的排气来驱动涡轮运转,想要改动就要改动排气和进气部分等诸多硬件,并且是暴力拆卸和改装;重点是涡轮增压器会大幅提升扭矩,发动机的材料、冷却系统、润滑系统和密封件都无法承受如此高的标准,所以没有在自吸机头的基础上改装涡轮增压器的门店。
回到机械增压,前面讲到了涡轮增压对于扭矩提升的效果太好,幅度会很大,所以发动机承受不了。
其实即便是机械增压器的改装也会让核心的发动机和变速箱难以承受,因为扭矩总也能提高几十牛米;同步提升的是做功时燃烧室内的压力和温度,发动机的使用寿命缩减还则罢了,期间容易出现各种各样的故障。
而且变速箱的最大扭矩容量是有限的,比如某发动机只有250N·m,其变速箱的扭矩容量可能是260或270N·m,最低会做到1:1=250N·m;那么只要发动机的扭矩升高几十牛米,变矩器、离合器和变速箱就都无法承受,使用过程中也很容易出现故障甚至报废。所以这些加装过机械增压器的旧车还是不碰为好,车辆即便能通过拆卸加装件来糊弄年检,但最终还是糊弄了自己。至于车企也在逐步放弃这种增压器,因其效率实在很低。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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