發動機機械增壓和渦輪增壓從綜合角度看,哪個好一些?
渦輪增壓和機械增壓都是增加進氣壓力,讓發動機吸氣吸得更爽,動力更足。不過它們的工作原理不同,服務發動機的轉速範圍也完全不一樣,因此不能簡單地說誰好誰壞。這就好比貓和狗雖然都是寵物,但你無法說哪個更可愛一樣,每個人都各有所愛,誰都替代不了誰。所以客觀分析一下各自的優缺點是很有必要的。
什麼是渦輪增壓?
渦輪最早是被運用在飛機和坦克上的,直到1961年才被通用公司首次運用在了汽車上。以前普通的自吸發動機廢氣是直接排出車外的,但其實廢氣中也蘊含巨大的能量,直接排掉還挺浪費。於是「會過日子」的工程師就想能不能壓榨一下廢氣的價值,讓它發揮一下餘熱,於是就把渦輪技術運用在了汽車上。
工程師讓發動機產生的廢氣不要直接排放到空氣中,而是讓它們先去吹動一組旋轉葉片後再排除車外,這組葉片就叫做渦輪。渦輪中間有一根軸連接著另一組葉片,叫做葉輪。只要渦輪一轉葉輪也跟著一起轉,葉輪的工作就是從車外吸新鮮空氣後吹到發動機里,這樣發動機就可以比自然吸氣獲得更加充足的進氣量了。
渦輪增壓有哪些優缺點?
渦輪增壓的動力來源是發動機廢氣,相當於廢物利用,所以可以在不消耗發動機本身動力的前提下增加進氣效率,提升發動機熱效率,可謂一舉兩得。而且渦輪的結構相比於機械增壓要簡單很多,製造和維修成本都更加低廉。
不過渦輪有兩個硬傷:
第一、 只有在發動機高轉速的時候才發揮作用。因為發動機在低轉速的時候,排出的廢氣能量也是比較小的,無法把渦輪推動到高轉速,因此這時的渦輪給進氣增壓的效果非常有限。只有當發動機轉速提高了之後,渦輪才能有一個良好的「工作態度」,而且發動機轉速越高渦輪的工作態度越好。
第二、 反應遲鈍。因為新鮮的空氣從進入發動機、參與燃燒、排出廢氣再驅動渦輪,這個過程是需要一定時間的,所以當你想要獲得動力和實際獲得動力之間總會出現一小段遲滯時間,也就是「慢半拍」的感覺,這就是渦輪的遲滯效應。
什麼是機械增壓?
讓我們再回到起點,看有沒有另外一種可能性給進氣加壓,這就要提到機械增壓了。機械增壓直接放了一個空氣壓縮機在進氣道內,但這個壓縮機不是靠廢氣驅動的,而是直接使用發動機的輸出動力。它直接與發動機的曲軸相連(直接齒輪嚙合或皮帶傳動),所以能夠獲得更加簡單粗暴的增壓效果。
機械增壓有哪些優缺點?
機械增壓直接解決了渦輪增壓的缺點。只要發動機開始轉動,那麼機械增壓就開始跟著轉,所以在發動機低轉速的時候它就可以表現出很好的增壓效果,不像渦輪那樣非得等到高轉速廢氣能量大的時候才進入工作狀態。此外,由於它和發動機曲軸是簡單的機械連接,所以不存在遲滯性,「隨叫隨到」的工作態度讓它表現出更加線性的增壓效果。
不過機械增壓也有硬傷:
第一、 結構複雜。機械增壓器本質上就是一個空氣壓縮機,它的結構要比渦輪複雜的多,因此製造和維修成本都很昂貴,所以我們大多都是在豪華車上看到機械增壓的身影。
第二、 增壓的同時也在消耗發動機動力。給進氣增壓的本意是提升發動機的熱效率,機械增壓最大的缺點就在於,它在提升效率的同時也在消耗發動機動力。不僅如此,發動機轉速越高,消耗的動力也就越大,所以往往在高轉速的時候,提高動力的效果就不那麼明顯了。
綜上所述,渦輪增壓和機械增壓完全是兩個物種,各有優缺點,不能直接對比好壞。前者的優勢在於高轉速時的表現,後者的優勢則體現在低轉速區間。所以在不考慮成本的前提下,選擇一台同時擁有兩種增壓系統的發動機那就很完美了,比如在賓士S600、寶馬750等多款車型上都能找到雙增壓發動機。這就好比,你在貓的高冷和狗的互動之間難以取捨,那就同時養一隻貓和一條狗吧。
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