對于廣大汽車愛好者來說,增壓,無疑是最讓人興奮的。將小排量引擎加以增壓器之后,動(dòng)力會(huì)有非常明顯的提升。而增壓對發(fā)動(dòng)機(jī)有怎樣的促進(jìn)作用?機(jī)械增壓、渦輪增壓,有什么樣的異同呢?
我們之前介紹過壓縮比的意義,為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)努力工作,必須充分壓縮。而為了充分壓縮,也必須充分進(jìn)氣。
拿一部2.0升四缸發(fā)動(dòng)機(jī)舉例,曲軸每轉(zhuǎn)一圈會(huì)有兩個(gè)氣缸進(jìn)氣,也就是1升。在每分鐘3000轉(zhuǎn)時(shí),就需要進(jìn)氣3立方米,每秒50升,相當(dāng)于2.7個(gè)純凈水大桶的容積。這僅僅是2.0發(fā)動(dòng)機(jī)在3000轉(zhuǎn)時(shí)的理論進(jìn)氣量,更大排量,更高轉(zhuǎn)速下,流量會(huì)更大。但這些氣流要通過管徑只有杯子口那么大的進(jìn)氣管道,并被一個(gè)刻薄的節(jié)氣門限制,在進(jìn)入氣缸之前還要經(jīng)過進(jìn)氣門一關(guān),所以真正進(jìn)入汽缸的空氣,就沒有那么多了。
圖中布加迪威龍的8.0T發(fā)動(dòng)機(jī),在6000轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘進(jìn)氣量高達(dá)24m3
例如,一般自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí),節(jié)氣門只是微微打開一個(gè)角度(3-5°),進(jìn)氣壓力在0.5bar左右(為方便解釋,我們使用更直觀的bar作為本篇壓力單位,1bar約等于1個(gè)大氣壓。進(jìn)氣壓力值為節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管之間位置測量),即便是急加速時(shí),節(jié)氣門開至很大位置為氣缸送氣,也不過0.8bar左右,平穩(wěn)行駛時(shí),進(jìn)氣壓力又回到怠速水平,而高速區(qū)域時(shí),進(jìn)氣壓力會(huì)更低。這就表示自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)始終在低于大氣壓的“負(fù)壓”狀態(tài)下工作,沒有充分的空氣投入,自然不會(huì)有更好的動(dòng)力產(chǎn)出。所以在不改變進(jìn)氣情況,且保證合理工況的情況下,提高功率,一般做法就是提高壓縮比,或是增大排量。
然而壓縮比不能無限的提高,排量也與錢有關(guān)。因此,一種相對簡單且高效的方式——增壓技術(shù),廣泛運(yùn)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上。剛才講過,自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣是不太順暢的,那么用一個(gè)增壓器,把空氣“打”到汽缸里,其結(jié)果自然很讓人滿意。
增壓對發(fā)動(dòng)機(jī)的影響
在進(jìn)氣壓力升高之后,輸入氣缸的空氣自然增加了一些,與空氣混合的燃油自然也就增加了。所以相比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),在基本不改變氣缸容積的情況下,增加一個(gè)增壓器,功率輸出就可以升高至1.5倍非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的水平,而且扭矩也相應(yīng)升高并且較早輸出且可以形成“高原型”的“扭矩平臺”,這要比增加排量實(shí)惠得多,而且因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的重量沒有增加太多,操控性也得以保證。
大眾的1.2T小排量增壓發(fā)動(dòng)機(jī)
而且小排量增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和等功率的大排量非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦損耗要少一些,并且最大扭矩輸出早一些,這樣的話,油耗會(huì)有一定優(yōu)勢。
但是,因?yàn)檫M(jìn)氣量增加了,所以在壓縮行程結(jié)束時(shí),增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力要高出非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)很多,這就等同于“壓縮比”升高了,這對發(fā)動(dòng)機(jī)的工況有很大的影響,所以同平臺的發(fā)動(dòng)機(jī),在加裝增壓器之后,壓縮比要調(diào)教的低一些,以保證在增壓之后,缸內(nèi)壓力不會(huì)過高而發(fā)生“爆燃”的情況。
在改裝領(lǐng)域,將自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)加裝增壓器時(shí),應(yīng)當(dāng)增加燃燒室容積,以降低壓縮比
最直接的方法就是換裝更厚的缸墊
增壓種類和概述
我們經(jīng)常在論壇和淘寶上,看到那種幾百塊錢的所謂的“汽車增壓器”,而且還虛擬車主安裝了該種增壓器并宣稱動(dòng)力得到怎樣的提升……實(shí)際上這種“增壓器”是沒有效果的,是虛假的,是應(yīng)該被“315”打掉的,即便有效果也是因?yàn)閷⑦M(jìn)氣空濾簡化,讓阻力變小,這是是不負(fù)責(zé)任的,是對發(fā)動(dòng)機(jī)有損害或隱患的,真正的汽車增壓器無外乎以下幾種。
渦輪增壓
渦輪增壓是目前最常見的一種增壓型式,其原理是用利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的動(dòng)能和內(nèi)能,推動(dòng)一個(gè)渦輪,并將與該渦輪相連的另一個(gè)渦輪,將空氣壓縮,吹入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
機(jī)械增壓
機(jī)械增壓是另一種常見形式,依然是使用氣泵將空氣壓入氣缸內(nèi)。與渦輪增壓不同,機(jī)械增壓的氣泵不是利用汽車尾氣推動(dòng),而是直接使用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,帶動(dòng)壓氣機(jī),輸出空氣。
氣波增壓
氣波增壓是使用發(fā)動(dòng)機(jī)做功后尾氣的動(dòng)力,借助一系列由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)子和定子的調(diào)節(jié)箱,直接將進(jìn)氣壓縮輸入氣缸,但該種增壓形式噪音很大,增壓部件體積很大,通常只用于大型柴油機(jī)之上。所以民用汽車不常見。
諧波增壓
與氣波增壓不同,諧波增壓與排氣無關(guān),只是通過進(jìn)氣管路的優(yōu)化設(shè)計(jì),將動(dòng)態(tài)的進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)出脈沖的效果,分別沖入各氣缸,比如豐田的ACIS就用了這種技術(shù)。另外,奔馳寶馬等可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù),也可以制造出與諧波增壓相近的效果。
諧波增壓說起來很唬人,其實(shí)就是通過改善進(jìn)氣歧管中氣流的慣性和反彈,形成進(jìn)氣壓力
因?yàn)闅獠ㄔ鰤翰⒉怀R姡C波增壓的結(jié)構(gòu)形式與實(shí)際效果也并不引人入勝,所以在下篇文章里會(huì)著重介紹渦輪增壓和機(jī)械增壓的一些知識!
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