听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
楼兰顶配车型配备的的确是2.5T机械增压发动机,在2.5L自然吸气发动机QR25DE的基础上匹配了一个伊顿第四代机械增压器而演变成QR25DER机械增压发动机;至于机械增压与涡轮增压有哪些区别,可以说两者都是给歧管增压,只不过机械增压的潜力要低一些,所以主流已变成涡轮增压!
机械增压潜力低、造价昂贵(能做配套的厂家就那么几个)、对空间占用比较大,可以算作在涡轮增压技术还不完善时、起到一个替代或过渡的作用,而如今涡轮增压技术越发成熟,所以在全世界范围内的机械增压车型都越来越少;过去最新欢研发机械增压发动机的奥迪、如今也改用了涡轮增压,可以说机械增压在如今已经逐渐凋零、适用面也越来越窄!
QR25DER发动机拥有245匹的马力、330nm的峰值扭矩,这个参数在今天看来其实很一般,要知道10年前的2.0T功率参数都比这个更好看,况且QR25DER还拥有一个20匹马力的电机,所以内燃机部分的动力参数并不好看;如今随便一个2.0T涡轮增压发动机皆可轻松碾压、且不用做的那么复杂,如上图楼兰的这套动力系统特复杂的,前几天这款机器匹配的CVT变速器还被点名了!
机械增压对空间的要求比较高车友们应该清楚,绝大部分机械增压发动机皆是大排量V型发动机,而形成这种趋势的原因有两点,其一机械增压潜力小、小排量发动机带起来收益不大,其二机械增压器当真很占地方,小机器布置起来费劲(注意不是不能配、是配起来麻烦);而大排量V型发动机则是最优解,巨大的机械增压器正好可以内嵌在V型夹角内部,如此一来恰好使空间被更好的利用!
增压的意义无论机械增压、或是涡轮增压都是再给进气歧管增压,这是一种无视转速、而通过增高歧管压力获得更加输出扭矩的方式;早期对增压技术仅仅是为了解决内燃机在高海拔区域动力减弱的问题、比如海拔每升高1000米时动力下降10%;后来因增压技术可以促进内燃机的小排量化、轻量化、低转速化、更减少了泵气损失,所以如今增压技术被广泛应用于汽车领域,过去以自然吸气为主、而如今则是以增压为主!
机械增压潜力低、而涡轮增压潜力大机械增压器由发动机曲轴来驱动、如上图所示,可以说机械增压器从发动机上取一部分力量来维持自身的运转,取的力多了、就要消耗发动机自身的能耗;这就好比咱们自己煽扇子,轻轻煽可以起到清凉的作用、而使劲扇反而会让自己留更多的汗;所以机械增压器最大转速也就在2万转左右,而最大开口压力也仅仅能达到1.7Bar左右,而这些对于涡轮增压器而言、就太容易了!
涡轮增压器小巧、轻便、潜力足,涡轮增压器也叫废气涡轮,顾名思义它的动力源泉在于高温的尾气去推动,相比较机械增压器而言、涡轮增压器的动力等同于白来的,所以涡轮增压器仅仅依靠废气推动运转、而不像机械增压器那般需要从发动机上取力,所以相对而言涡轮增压器的动力源是无穷无尽的状态(只要有废气),所以它的潜力要更大一些,转速随随便便到20万转以上、开口压力达到3.0Bar不费劲,极端一些的甚至达到4.0Bar也不是啥难事!
机械增压器成本偏高、生产链条局限机械增压器拥有一系列附件,比如独立的散热系统、独立的隔音部件,这一系列的零部件拉高了机械增压器的成本;其次机械增压器更倾向于针对某一款机型去定制,一款增压器没办法适应多款发动机去使用;这一点有别于涡轮增压,一款涡轮增压器可能N多发动机都能适用,但机械增压器做不到;应用面窄、生产厂家少、偏定制风格、众多的零部件导致机械增压器的成本过高,加上其潜力不足、燃油经济性奇差的短板,导致近些年来机械增压器逐渐淘汰!
上述就是关于机械增压、涡轮增压差异的描述,实际上很多朋友喜欢机械增压器更多是出于情感、情怀,绝大部分的车友并没有真正体会过机械增压器;机械增压器可以视作是那个涡轮增压技术还不完善、成熟阶段的替代品,而如今涡轮增压机器成熟、机械增压应用面就窄了很多;过去涡轮增压器迟滞严重、耐用度低,所以对大排量机型而言机械增压器是最佳方案,而如今涡轮增压更加成熟,迟滞存在、但感觉不到,耐用程度大幅度提高,所以如今用机械增压的就少;而日产QR25DER之所以用到机械增压、其实就是基于它的混动而考量!
听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
日产楼兰使用了QR25发动机,自吸和增压都使用了同一机型。QR系列发动机日产已经使用很多年了,这款发动机最大的优点是在低功率下扭矩输出比较出色。
涡轮增压和机械增压区别涡轮增压
通过燃烧后的废气驱动叶轮,压缩后的进气变得高于大气压,达到高氧气浓度,并增加了发动机输出功率。
机械增压
在发动机侧设置有压缩空气的压缩机。压缩机的驱动源是曲轴。旋转通过皮带传递,该皮带压缩吸入的空气。压缩的热空气由中冷器冷却。
这两者最大的区别就是,涡轮增压需要足够的废气来驱动才会介入,所以发动机转速需要在1500左右。而机械增压有曲轴带动,即使发动机在低转速时也会起作用。
机械增压,一旦发动机开始运行,便开始增压。涡轮增压器有时间滞后机械增压在发动机开始旋转时开始增压而没有时间滞后。因此,即使发动机排量不大,由于低转速也具有很好的扭矩,并且具有易于操作的特性。在低速和中速范围内,机械增压会立即提高最大扭矩。由于涡轮增压器利用了排气的能量,因此在排气流速慢的低转速下,增压度较低,并且在增压开始之前存在时间滞后。然而,在排气流速增加的中速范围以上,增压效率增加。涡轮增压器可以达到数十万转,它的能量很高,如果保持不变,增压压力将继续上升,从而损坏发动机。因此,增压压力达到极限时会释放压力。
楼兰QR25发动机使用机械增压会有什么效果对于2.5排量的发动机即使在最低转速时也可以有很稳定的输出扭矩,但是机械增压介入的话,输出扭矩会更加稳定。比如说在发动机1000转的情况下也可以得到扭矩的增强。如果是涡轮增压要在发动机转速在1500以上才可以,尤其是在城市道路行驶时,无法保持高速行驶,发动机转速经常1500左右上下浮动,所以扭矩会非常的不稳定。
其实楼兰的这款发动机是非常不错的,在低速时能不能产生高扭矩,完全决定着一台车的操控性是否更好。大众在欧洲有些发动机上同时安装了"涡轮增压"和"机械增压",在低速和高速都可以产生很大的扭矩,这就是机械增压最大的优势。
听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
机械增压与涡轮增压本质上目的都是想通过增加进入汽缸内空气密度,再配合相应的喷油,提升混合物容积,实现小排量增加动力的目的!从结构与原理上来说还是有很大不同的,但是,从本质来说,机械增压和涡轮增压就是一个鼓风机,区别是动力来源不一样,表现效果不一样!
- 机械增压:动力来自发动机曲轴。一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,以曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的,也就是说,机械增压只要发动机运转,增压器就工作,一般来说,由于机械增压器动力取自曲轴,因此,一般应用于3.0排量以上,当然个别也有小排量使用机械增压器的发动机!机械增压温度低,动力输出线性,但是,当发动机高速运转时,效率降低!
- 涡轮增压:涡轮增压器的动力取自发动机尾气,就是用发动机尾气推动涡轮,带动进气道的风扇,以达到压缩空气的作用。一般来说,由于发动机低转数时,尾气量较少,不足以推动涡轮进行高速旋转,而由于涡轮本身的叶片自身阻力、惯性原因,往往是需要发动机高速运转后,尾气足够的时候涡轮才能达到做功转数,这就是常说的 涡轮迟滞,早期采用的涡轮都是大惯量涡轮,惯性大,因此介入转数较高1700-2400,现代都采用小惯性涡轮,最低1100转就可以推动涡轮运转。虽说涡轮迟滞仍然存在,但是在变速箱的配合下,已经十分不明显。涡轮增压温度高、增压效果明显,目前广泛被车企所采用!涡轮增压的缺点是对润滑、散热要求较高!
听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
「S·机械增压」属于淘汰技术-增压器需要废气或电驱
名词解释:
- mechanical supercharging-机械增压
- turbocharger-涡轮增压
两类增压器的本质均为「air compressor」空气压缩机!所谓的增压技术实际就是压缩通过进气管路进入内燃式热机的空气,简而言之是把大团空气压缩成为更小的体积,但是为什么要压缩呢?首先需要了解压缩的概念。
基础知识空气中含有各类分子,主要包括78%的氮气,20.94%的氧气,剩余部分为二氧化碳,以及氦氖氩氪氙氡等稀有惰性气体;各类分子之间有一种矛盾的特点,那就是不仅互斥而且相吸,所以各类分子间在大气压恒定的水平线标准上,间隙是几乎恒定的。
压缩的高年实际是通过外部作用力将其间隙缩小,假设容器的容积固定为2L(升),把3升常压空气压缩到成为2升——体积确实变小了,但是密度是不是也增大了?那么「两升装·压缩空气」压缩空气当然也就有了3升常压标准的氧分子,这就是增压器需要实现的结果。
【富氧燃烧】是内燃机装备增压系统为实现的结果,燃烧的本质是可燃物的氧化还原反应;燃油是碳氢化合物的还原,在过程中通过分子不规则的运动碰撞,会产生的能量包括动能(热能)和光能。
可以将燃油当成一种贮存能量的物质,氧气则是释放能量的催化物质;这里有个比较有趣的知识,冷启动时发动机无法做到充分燃烧,热车时是普遍认定的充分燃烧状态,然而这只是相对比的结论——热车时也做不到100%绝对充分燃烧,否则尾气中也就不会有碳氢化合物的排放了。
所以如何提高燃烧的充分性,或者说提高燃烧效率,这是需要思考的问题,而富氧燃烧就是最佳方式;因为氧气是催化物质,氧分子数量越多,则能够在固定的时间内、将固定量的燃油转化为动能,这种状态就叫做富氧燃烧,在工业领域的应用非常广泛。
于是内燃机想要提高燃效,最佳方式当然是对空气进行压缩!但是不是每种增压器都能达到理想的效果,其中机械增压器(下文简称S系统)是效果最差的选项。
转速标准增压器的转速越高,压缩空气的能力就会越强,或者说相同排量的进气量的空气中,含有的氧分子数量就会越大。所以想要达到理想的增压效果,需要的是让增压器的转速足够快;然而机械增压器的转速很低,因其涡轮是通过皮带与内燃机的曲轴连接!
普通代步汽车的内燃式发动机转速有严格限制,能达到平均≤7000rpm就算高转机了,大部分内燃机都会在6500转左右进行断油保护;S系统即使通过齿轮组可以放大转速,然而又能有多少呢?——低效率增压器普遍≤1万转每分钟,螺旋式转子的增压器≤1.4万转每分钟,常规代步转速只是5000rpm/1min左右而已,这是非常低的转速,但还不是S系统的核心缺点。
重点:
- 曲轴连接飞轮·转动输出转矩(扭矩)
- 连接曲轴的泵系会损耗扭矩
驾驶汽车开启冷空调系统的压缩机时,动力是不是会明显变差?相信有汽车驾驶经验的人都会给出肯定的答案,原因在于压缩机也是通过皮带与曲轴连接,压缩制冷剂时的动力正来自曲轴的转矩。
说白了就是压缩机会消耗曲轴动力,其次发电机甚至气门凸轮轴也都会损耗;那么S系统的增压器显然也会消耗曲轴的转矩,这套系统实际是以「小幅增氧提升扭矩-增压器损耗=提升部分」的模式增扭,效果显然会很差。而且因增压系统无法离合器,所以在怠速时也会增压,这就会提高怠速转速而增加油耗,同时增加怠速时的压力与温度以加速机体老化。
所以目前最先进的国产发动机进行了“去泵系”的尝试,不再用发动机曲轴带动压缩机或其他泵;而是改用电机带动这些泵,这样就能大幅提升发动机的扭矩——扭矩×转速÷9549×1.36=马力,增扭就是提升性能,在不需要高性能时以大扭矩低转速实现大马力,这是最理想的节油状态。
所以机械增压器是需要淘汰的,能替代的成本最低且技术门槛最低的方式是「电子增压器」!
当然不是普通后市场销售的电涡轮,而是真正的高转速增压器。因为电动机可以轻松达到两万转的高转速,同时能量转化效率是内燃机的平均三倍;也就是说利用电涡轮增压,等于比使用曲轴带动增压的功耗会低三倍,同时还能够实现更理想的增压效果,但是为什么量产汽车很少使用呢?
原因不在于技术障碍或专利障碍,而是电子增压器需要另行加装一组小容量的储能(动力)电池组,成本是远高于启动用铅酸电瓶的。所以有些技术落后的车企宁愿使用低成本的S系统,也不用电涡轮和废气涡轮。
实际差异对比- 参考扭矩差异
- 最强2.0T-400N·m
- 普通3.0S-420N·m
- 普通3.0T-500N·m
相同不用过多解释了,机械增压实现不了与涡轮增压系统相同的扭矩,那么这一系统就没有价值可言了。
而且随着涡轮增压技术的提升,很多低惯量的增压器在1250转就能够达到数万转的最高转速,起步瞬间就可以有最大扭矩了。但是机械增压的增压压力是随着发动机转速而线性增长的,往往要到3000rpm左右才能达到峰值,动力反馈的水平完全不在同一等级,所以追求高性能汽车是不宜选择S发动机的。
重点:介入转速问题需要说明!S系统是全时增压(包括怠速),这种设定肯定是不理想的;但是也有人认为起步就能增压,这样会有更好的动力体验。
而这些1250/1500转就能达到峰值转速的涡轮增压器,实际介入转速很多都低于1000转;状态为刚刚碰油门的时候就开始增压了,这与S增压系统有什么不同呢?某些3000rpm左右达到峰值转速的增压器,实际介入增压转速也只是在1000rpm左右,在1000-3000转的区间内是线性的增压;这种调校与机械增压特点相同但效果更好,所以没有再使用S系统的理由。
最佳组合方式:
1:落后的方式为「S+T」,也就是用机械增压负责起步增扭,以涡轮增压实现高转速增扭,然而这种机器往往是同排量动力水平一般的选项。
相对先进的方式是“TT”,以低惯量的涡轮增压器实现起步瞬间开始增压,同时大惯量增压器也会运行,这种叠加的方式可以更有效的压缩空气以增加扭矩。目前的双增压发动机基本都是TT标准,然而这种技术也该被淘汰了。
2:燃油汽车最先进的方式为「BSG+T」,指利用大功率发电启动一体机负责起步,普通轻混汽车是以电机辅助加力,目前已经有国产汽车以BSG起步并将内燃机拉动到高转速再点火,以实现两台机械的动力最佳衔接。
电机的特点是起步第一转即可爆发最大扭矩,这是任何类型的燃油的热机都做不到的;所以用电机起步动力体验会最好,增压器衔接后当然也会有更理想的动力体验了。F1方程式赛车用这种技术,民用汽车的很多技术都来自赛车,想一想为什么这些赛车不用S系统吧, 该淘汰了。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
天和MCN授权发布
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听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
机械增压只要车启动,增压器就开始工作,改善起步低扭不足的问题,但是费油,涡轮增压要发动机达到一定转速才介入
听说楼兰是机械增压,涡轮增压和机械增压有什么区别?
这两类涡轮增压系统的区别,从其工作上面来说起,相对于涡轮增压系统而言,机械增压在结构上面是通过发动机来进行驱动的,单纯的从增压纯技术方面上面分析,机械增压发动机动力输出比较线性,没有和供油系统相连,维护简单。由于机械增压系统是通过发动机的曲轴来进行驱动的,这也会使得机械涡轮增压在工作的时候会消耗了发动机一定的输出功率,从机械增压的角度上面,发动机在工作的效率不一定会比涡轮增压的要高,有时反而比非增压内燃机还低些,而涡轮增压则不同,在动力的采取上面与机械增压有着本质的区别,涡轮增压则是利用发动机的废气排放来驱动压缩机。
可以获得较高的进气歧管压力和更大流量的新鲜空气,以提高发动机输出功率和转矩。当发动机废气量少的时候,涡轮转得慢,增压器效果就不明显,需要等到发动机转速上升到一定程度才开始正常工作,涡轮增压动力输出相对于机械增压的来说会有延迟和迟钝,由于工作环境处于极高温状态,对涡轮的生命力产生一定的削弱。
机械增压虽然相比涡轮增压要更稳定,动力输出更顺畅,不过机械增压的缺点相对于涡轮增压而言也是比较明显的。
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