自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
三种发动机涡轮增压最适合家用
名词解释
NA_normally aspirated,释义为自然吸气。指内燃式发动机不借助任何增压器(空气压缩机)的作用下,依靠大气压和发动机运行中产生的负压力,将空气送入燃烧室的进气方式。进气压力最低所以燃烧产生的热能也最低,这里所谓的热能可理解为等量燃油燃烧后转化成为的【扭矩】。
MS_mechanical supercharing,释义为机械增压。指内燃机的曲轴通过皮带连接一组“空气压缩机”,利用曲轴旋转产生的转矩通过皮带带动机械增压器转动。增压器中的叶轮高速旋转可以将空气从大体积压缩成小体积,以提高单位体积内空气氧含量的方式,实现比较低程度的富氧燃烧增大燃烧产生的热能。
Turbocharger_释义为废气涡轮增压器,其运行原理比较特殊,是利用内燃机运行时必然会产生的高压高温排气,“吹动”增压器的涡轮高速转动;涡轮与进气系统中的叶轮刚性结合,叶轮以高转速运转同样能够实现对空气的压缩。废气涡轮增压器是以“废物利用”的方式实现增压,是唯一不增压发动机功耗的增压技术。
发动机为什么需要增压?
内燃式发动机是一种热机,指利用燃油爆燃产生的热能转化为机械能的发动机。所谓的燃烧实际是一种高温环境中的化学反应,反应过程中分子无规则的剧烈运动是动能的基础,通俗的解释可理解为运动推动了发动机活塞运转,活塞带动连杆曲轴输出转矩(扭矩/动力)。那么分子运动的强度高低则决定了发动机输出扭矩的大小,而在不增加喷油量的前提下只有增加氧含量才能提升运动强度,也就是所谓的富氧燃烧。
常压空气中的氧浓度约为20.9%,自然吸气发动机依靠常压空气的20.9%的氧气为燃油助燃,其分子运动的强度自然很低。而机械增压发动机利用曲轴带动增压器运转,实现小程度的空气压缩,其结果是提升了进入燃烧室的空气氧浓度提升;超过常压氧浓度比例的空气就像是燃油的“肾上腺素”,参与燃烧时总能促进分子运动的强度实现超过自吸发动机的扭矩,但是代号【S】的机械增压器必然要被淘汰。
原因1:增压效果差且浪费燃油。增压器的动力来自发动机曲轴,其运转则必然要损耗发动机的输出功率,也就是降低动力表现;而能够体现出动力提升的本质无非是一道减法数学题,指(增压提升扭矩-增压器运动损耗扭矩>0),增压带来的压力提升能够仍可以提升扭矩降低油耗。然而S增压是在怠速时也要运行的(因为皮带刚性连接),内燃机的怠速是以最低的喷油量燃烧产生动力,维持发动机不熄火而快速启动驾驶;机械增压需要怠速时也以更大的喷油量输出高功率,所以这种技术必然会大大提升油耗。
原因2:普通代步车的发动机转速很低,平均只在1000~6500转之间。发动机的转速也就是曲轴的转速,曲轴的转速如此之低那么机械增压器的转速又能高哪去?即使经过转速放大后机械增压器的转速也很低,所以能实现的增压压力必然很小,压力小则提升的扭矩程度也不会高。普通的3.0L自然吸气发动机平均最大扭矩为300N·m,3.0S的机械增压发动机充其量能达到400N·m+,但是涡轮增压发动机却能高达550~600N·m,这就是增压器转速对扭矩的影响。
重点:Turbo废气涡轮增压不会增加发动机的耗油量,因为怠速时的排气压力很小,小到不足以驱动涡轮运转,所以怠速时油耗会比较低。同时利用发动机的排气增压本就是“废气利用”,这不会产生多余的功耗。增压器的介入转速基本在1000转左右,也就是起步瞬间即可介入工作,其积极性并不比机械增压器差,但是在发动机高转速的高排气压力时能够实现数倍于机械增压器的涡轮转速,也就是高压压缩能力的倍数级增长,这就是涡轮增压的核心优势,也是机械增压已经被淘汰的原因。
扭矩与马力和油耗的关系
(转速×扭矩÷9549)×1.36=马力
参考马力计算公式,内燃机的转速基本相当,常数倍率固定不变,那么扭矩越大则输出马力越大。而马力的驱动力也是恒定不变的,一台车即使有200PS的马力,其正常代步也只需要一半甚至更低;因为代步驾驶多为低车速,此时多为低转速驾驶,在这一范围内饰Turbo涡轮增压机体现良好驾驶感受与低油耗的主要范围。
以2.0L发动机为例,其最大扭矩即使达到了200N·m,但是普遍要到4000转左右才能发力。在正常代步的2000~3000转之间只能输出130~150N·m左右,也就是指输出马力在37~64PS之间,动力体验会相当差,想要理想的加速感则需要将转速提升到3000~4000转频繁加速,而内燃机的转速越高喷油量越大,也就是指油耗越高。
而某2.0T发动机,其最大扭矩高达350N·m,并且通过增压器达到最高转速的运行状态,可以在发动机1500~4000转之间维持350N·m的持续稳定输出。那么这台发动机在2000转时即可输出99.7PS的马力,性能相当于2.0L发动机3600~3800转之间的输出动力。2.0T发动机可以在发动机排量相同的前提下,以低接近2000转的发动机转速运行,单次喷油量会大大减小、一分钟内能够减少接近2000次的喷油,油耗是不是会低很多呢?
总结:涡轮增压技术是内燃机唯一实现不增加喷油量并提升扭矩,或者以相同驾驶风格实现低油耗的技术。在TURBO技术普及之后,理论上自然吸气发动机均应该被淘汰,但是因涡轮增压器的制造成本比较高所以好有些低成本的自吸发动机仍在低端车上使用,当然这里的低端车并不是指价格,某些中大排量的自然吸气发动机的中端价格车实际是品质的低端,只是对比的也得是是中端TURBO竞品。
至于机械增压机器会被完全淘汰,因为F1方程式赛车上的电控增压器与废气涡轮增压增压器的组合已经开始普及了,其电驱增压的功耗远低于机械增压器,与废气增压在转速的一低一高范围内可有效实现补偿。其次还有低惯量废气增压器在低转速运行,配合高效废气增压器的双涡轮发动机,这种技术多用在高端柴油机和豪华等级汽车的汽油机上,机械增压只剩下一些“非主流”车企还在使用了,这是内燃机技术升级的三个阶段。
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自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
区别何在?
自然吸气、机械增压和涡轮增压指的是发动机的三种不同进气形式,最大的区别在于充气效率的不同。自然吸气原理:
- 目前发动机均为四冲程发动机,即进气、压缩、做功、排气四个冲程,四个冲程周而复始的运行,为车辆行驶提供源源不断的动力源。
- 其余冲程暂且不论,单说进气冲程:进气冲程开始,活塞位于上止点,进气门打开,在活塞向下止点运行过程中会将气缸内抽成真空。
- 此时缸内压力<外界压力,空气就在大气压的作用下进入气缸,跟燃油混合后进行燃烧。
- 机械增压在传统进气系统基础上增加了机械增压泵,机械增压泵的旋转为进气管道中的空气增加压力。
- 在气缸真空吸力和泵的增压压力双重作用下,从而有更多的空气进入气缸,进而提升了进气效率。
- 机械增压泵由曲轴通过皮带驱动,增压后的空气由进气歧管内置的散热器水冷散热。
- 涡轮增压在传统进气系统的基础上增加了涡轮增压器,涡轮增压有两个扇叶——涡轮和叶轮,二者同轴刚性连接,涡轮位于排气管道内,叶轮置于进气管道内。
- 发动机的废气推动涡轮旋转,叶轮以同样的转速也开始旋转 ,同样为进气管道的空气增加压力。
- 在气缸真空吸力和涡轮的增压压力双重作用下,从而有更多的空气进入气缸,实现了进气效率的提升。
- 涡轮增压后空气有水冷和风冷两种方式散热,如:大众的EA211采用集成在进气歧管的散热器水冷散热,大众的EA888、哈弗的1.5T通过前置的中冷器进行空冷散热。
更适合家用的是哪款?
对于日常家用来说,推荐小排量涡轮增压发动机。本田的1.5T、大众的1.4T、哈弗的1.3T等这些发动机,都是不错的选择:充气效率:
(充气效率对发动机影响有多大?同排量发动机涡轮增压的动力较自然吸气能够提高25%左右)
- 三种进气形式一较高下——机械增压>涡轮增压>自然吸气。
- 因为机械增压在发动机的整个工作过程都能够提供增压压力,线性无间断无延迟,响应快;涡轮增压只能在中高速状态下提供增压压力,在中小负荷效果不佳。
价格费用:
- 三种进气形式一较高下——机械增压>涡轮增压>自然吸气。
- 机械增压因为其构造和材质原因,造价较高,一般用于性能车、豪华车;自然吸气因其构造简单造价最低,涡轮增压价格略高于自然吸气。
故障率(维护成本):
- 三种进气形式一较高下——涡轮增压>机械增压>自然吸气。
- 涡轮增压因其结构复杂,工作特性,容易发生异响、漏水漏油等故障现象,另外保养时也需要使用全合成或者合成机油来为涡轮提供润滑,总的来说故障率、维护成本较高。
结论:日常家用因为价格原因,机械增压不予考虑。具体选用可以根据自身需求,如果对动力、操纵、性能要求高的话选择涡轮增压,如果想要省心实用还是自然吸气。
自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
1、机械增压可以第一排除,目前市场上出了部分高端车在使用外,其他基本上都没有机械增压的车型。
2、自然吸气可靠性多点,维修保养便宜,油耗是硬伤。
动力方面随踩随有,前段中段后端比较平顺线性。
3、涡轮增压,现在这个年代的主流,省油,马力大,这是它的最大优点。但是维修保养相对自吸贵,也更容易产生积碳等问题。
动力方面前段起步会犹豫那么一点点,然后会势头很猛,中段猛的同时会慢慢发生乏力,后段就基本上是乏力状态了。所以产生的效果就是挺有“层次感”(非褒义词)
自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
我们先说说自吸和增压的区别,在说机械增压和涡轮增压的区别!
首先发动机的动力来自于汽油和空气的混合后点燃爆炸所产生的,那么同样的喷油量,混合的空气越多,氧气就越多,汽油燃烧的就越充分,浪费的就少。
自吸就是完全靠大气压强将空气压入燃烧室
增压顾名思义就是借助外力对空气进行压缩后压入燃烧室,这样可以让空气密度增加,气缸内氧气含量增加,从而让汽油燃烧的更加充分,浪费更少,达到提升动力和节省油耗的目的。
增压的方式又分为涡轮增压和机械增压,这两者的区别是
机械增压:车子只要一启动,就有增压效果,与发动机皮带连接,用的是发动机的能耗进行驱动,也就是会降低发动机的能效,成本高一些,起步较快,高速表现一般。
涡轮增压:不是车子一起动就有增压效果,会有延迟,是通过发动机燃烧后排出的废气进行驱动,不损失发动机的能耗,一般发动机转速达到1500-2000转,左右才有增压效果。车子在起步的时候就是个普通的自然吸气车。成本低一点,应用比较广,起步不明显,高速表现很好。
因为机械增压在普通车上应用的比较少,豪华车性能车多一些,奥迪、捷豹路虎等,还有些车型用的双增压如奥迪A8,我们主要说一下涡轮增压。
一般情况下,同排量的车有涡轮增压的动力会提升40%左右,油耗能降低10-20%,民用车涡轮增压和自吸用的比较多一点,理论上来说,自然吸气更加稳定,之前的涡轮增压到一定时候需要更换,价格也很贵,都用在好一点的车上,但现在涡轮增压技术成熟,故障率低,几乎可以达到终身免维护与发动机寿命一样,使用起来更加的放心。
家用车方面,自吸和涡轮增压都可以选择,如1.5T,动力可以达到2.0和2.2排量的动力,但是车船税是按1.5来交的,油耗也没有2.0和2.2排量那么高,但是涡轮增压对机油的要求会比自然吸气高一点,发动机温度会比自吸车高,因为机油也在承担散热的作用。两者之间都可以选择,主要还是看你喜欢哪款车,不用纠结是自吸和涡轮增压,各有好处!
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自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
家用车讲究的是低成本用车,省心省钱!自吸的更适合家用,因为技术成熟,故障率低,维护保养费用低,涡轮增压的维护保养要用到费用更高的机油,机械增压的就不用想了,一般只会搭载在高端车上。
自吸、机械增压和涡轮增压的区别是什么,哪款更适合家用?
你要没有什么动力上的需求,其实自吸就够了,后期有需要还能改装,在城市里走走停停的涡轮没用,迟滞感能折磨死你 机械的反馈还快点
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