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27 0 2024-04-08
是涡轮增压好,还是机械增压好?如果想弄清楚机械增压和涡轮增压哪个更厉害,我觉得有必要说一下两个增压装置的工作原理和区别。我们日常生活中接触最多的就是涡轮增压,它最大的一个特点就是“省”。当然了,我所说的这个“省”,不是简简单单的省油,而是它的工作原理。涡轮增压是通过发动机排出的废气来推动涡轮的,它不消耗发动机的……

是涡轮增压好,还是机械增压好?

如果想弄清楚机械增压和涡轮增压哪个更厉害,我觉得有必要说一下两个增压装置的工作原理和区别。

我们日常生活中接触最多的就是涡轮增压,它最大的一个特点就是“省”。当然了,我所说的这个“省”,不是简简单单的省油,而是它的工作原理。涡轮增压是通过发动机排出的废气来推动涡轮的,它不消耗发动机的任何动力,所以我说它“省”。不过,也正是这个原因,也让涡轮增压发动机有一个最为致命的缺点,那就是涡轮迟滞,因为只有排出的废气达到一定的压力时才能推动涡轮,所以会有迟滞现象。并且在车辆低速行驶时,发动机所排出的废气还不足以推动涡轮,所以低速的时候会出现“肉”的情况。

机械增压的工作方式则与涡轮增压不同,它通过皮带直接与发动机相连,利用发动机的能量带动涡轮转动,从而达到更大的进气量,以获得强劲的动力。在工作方式上,这是机械增压和涡轮增压最大的不同。由于机械增压直接与发动机相连,当车辆启动的时候就开始工作,所以在车辆低速行驶的时候也能获得较为强劲的动力,这也是机械增压车型的优势所在。不过,其也存在一定缺点。在高速行驶时,机械增压装置消耗的能量都是来自于发动机,所以会消耗发动机的一部分功率,导致其高速状态下动力有点弱。

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(图片来源网络,侵删)

其实,看完了,你会发现机械增压和涡轮增压并不存在谁比谁厉害的问题,只不过两者所擅长的点不一样,在一些性能车上,机械增压和涡轮增压都是同时存在、相互配合的。

没有完美的技术,只有不断的妥协!

  • 从使用寿命角度来说,机械增压恒温、线性、几乎不用特别的保养相对来说稳定性更好!
  • 从增压强度和压力角度来说,涡轮增压的压力和极限显然更高,对于性能的提升更大!

不同的增压方案有不同的取向,不过从目前的技术发展方向来看,机械增压正在逐渐被涡轮增压取代,很多大排量3.0T机械增压发动机逐渐变成了2.0T涡轮增压。

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为什么要进行增压?

增压就是为了增大发动机进气压力,使同一时间进气密度增加,增加进气量。发动机是热机,需要燃烧燃料放出热量,通过ECU根据进气量控制喷油量,进气量越大,喷油量越多,可以实现在不改变气缸物理排量的前提下,使发动机多燃烧燃料,多做功增加动力。无论是机械增压还是涡轮增压,本质的目的就是为了增加进气量。

机械增压的特点:

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机械增压的动力来自发动机曲轴带动,会影响发动机的动力,因此,机械增压一般需要安装在3.0排量发动机上,由于发动机的转速有限,最多也只有几千转,机械增压转数和发动机是同步的,因此,机械增压器的增压值也是有限的。目前最大的增压值只能达到0.9kg/cm2,最大可以增加20-40%左右的发动机性能。

机械增压的优点就是稳定、线性、低温、可控,基本上免维护,缺点是由于其只能安装在相对大排量的缺点,普及范围有限,发动机高转数时增压效果有所降低。机械增压器最高的温度不超过100℃。

涡轮增压的特点:

涡轮增压发动机动力来自于发动机尾气推动,尾气推动涡轮转动带动同轴的另一个涡轮,另一个涡轮处于进气道前面,不停的灌入空气,增大进气压力。涡轮的惯性比较小,最大可以达到20万转/分,因此,涡轮增压发动机的增压值比较大,一般可以达到2kg/cm2,对于发动机的性能提升也比较大,可以达到40%以上。

涡轮增压的两个缺点:迟滞和高温

由于早期普遍采大惯量涡轮,涡轮惯量大,需要推动的尾气较多,因此早期的涡轮增压发动机存在一个“涡轮迟滞”现象,也就是汽车加速反应和油门踏板不同步,需要延迟一下,原因是发动机低转数排气量不足,不能推动涡轮到达工作转数,也就是达到涡轮正向压力,也就是俗称的介入转数,现代的涡轮增压发动机普遍采用小惯量涡轮,一般在1100转时就可以达到工作转数,产生正向压力,有效的避开了涡轮迟滞现象。

由于利用发动机尾气推动涡轮,尾气温度很高,因此涡轮增压器的高温散热一直是厂家的努力方向,涡轮增压器最高的工作温度可以达到900℃以上,这么高的温度,需要一整套高效、稳定的散热方案,因此,相对而言,涡轮增压发动机的维护保养要求更高,对机油、机滤、空气滤芯的质量要求比较高,一般来说,推荐使用全合成机油。当然,也不用过分在意,现在的涡轮增压器已经可以做到和发动机同寿命。

涡轮增压,代表未来的技术发展方向

由于机械增压的局限性,加上日益严格的环保要求,车企目前普遍采取的方案就是利用中小排量+高增压值的涡轮增压器取代大排量+机械增压的方式,因此很多豪华品牌也逐渐的采用2.0t发动机匹配涡轮增压的方式,甚至匹配双涡轮增压加电涡轮的方式。当然,在绝对的高端,大排量加机械增压仍然是最好的方案。不过可以预见的未来是这种匹配会越来越少。作为消费者来说,实际上我们的选择余地并不大。

从民用车领域来看涡轮增压更有优势,机械增压的燃油经济性并不好,涡轮和机械增压的双增压发动机也是不错的解决方案,不过成本要高一些。

涡轮增压技术现在已经非常成熟,早期涡轮增压最大的问题是加速迟滞和涡轮散热的问题。因为涡轮转子的转速可以达到每分钟数万转,但现在涡轮增压的散热和耐用可靠性问题都已经很好的解决,无论是在高增压的赛车还是低增压提升低扭的民用车领域,低增压的迟滞也几乎没有什么察觉。

涡轮增压发动机对民用车最实用的地方就是扭矩峰值来得更早可以覆盖几乎全部常用的转速区域,让发动机始终保持比较出色的加速能力和响应灵敏性,对于手动挡来说换挡的转速更加宽泛。兼顾了不错的动力表现和燃油经济性。

机械增压是依靠发动机的曲轴转动带动增压器,它不会出现涡轮增压器早期容易出现的迟滞和过热问题,而且增压器的介入是从发动机运转便开始,随着转速提升发动机的增压值也线性提升。但机械增压最大的问题会导致发动机运转产生阻力,增大油耗。

这也是诸如Mini Cooper S这类机械增压车型虽然车身小巧但油耗偏高的原因。