增压机换大功率对发动机有什么影响?
涡轮增压发动机更换更高效的增压器会缩短发动机使用寿命,严重会爆缸。
想要理顺为什么不能盲目升级增压器,首先要理解增什么是增压器、压增的是什么、增压后为什么能提升性能。
①:所谓增压器本质为一台空气压缩机,其动力来自发动机运行中的排气,高压高温的排气推动压缩机的废气涡轮旋转,涡轮与进气管道中的叶轮刚性连接,两者的转速是相同的。利用排气驱动的空压机等于废物利用,所以增压器本身并不增加能耗。
②:叶轮在进气系统中压缩的当然是空气,但气缸的容积是固定的,或1.5升或2.0升;在容积不能改变的前提下只能提升密度,常压下1个单位的空气中氧气的比例为20.9%,那么通过压缩机把1.5个单位的空气压缩成1个单位的大小(体积),结果是同样1个单位的空气但其氧气占比高一半。(以上为假设)
③:空气中的氧气是燃油的助燃剂,常压下以正常氧含量燃烧火焰温度假设为汽油的1200摄氏度,而氧气含量提升后成为富氧燃烧状态,氧浓度在21%~30%之间增长温度可以升高到2000摄氏度以上。发动机运行的基础是燃油爆燃产生热能,所谓燃烧其本质是一种能产生超高温的化学反应,反应中分子会有不规则的极快速度运动,运动过程中产生的力量则为内能,推动活塞带动曲轴飞轮输出转矩则为推动汽车行驶的动能。
重点:热能越高转化为内能的比例越大,涡轮增压以提升氧含量实现富氧燃烧高温火焰的方式提高动力,理论上仍是不增加喷油量的;所以这种机器既能节油又有强劲的性能,但是增压强度绝不能过分的高。
如上所示氧浓度达到29%时火焰温度已经超过了2000摄氏度,而正常的发动机使用的灰铸铁或铝合金材质无法承受如此高温;以汽油机为例其温度虽然1200摄氏度,但这一高温只是反映瞬间的温度,环绕空气中的氮气能吸收热量、热能转化为内能后也会降温,活塞也不是在极限高温中长时间受热,所以缸体和活塞还不会融化。
但换装高功率的增压器必然会让压缩空气的强度提升,进入气缸内的氧含量很有可能超过发动机材质的峰值;且富氧燃烧比例过大,空气中的氮气无法有效的吸收热量,在超高温环境中如果再以高转速运行,温度无法有效的散发则会聚积在气缸和活塞上,活塞一旦高温变形则会与气缸刚性的卡住,结果一定是爆缸导致发动机报废。
即使增压器功率只是小幅上升,但温度升高后参数也与发动机设计参数相悖,在高温中机油的润滑能力会大幅降低,发动机缺少有效润滑是会严重磨损拉缸的。汽车动力改装本就不被允许,原因在于改装行业不够规范也不够严谨,动力系统的改装设计到材料、润滑、冷却以及车架强度、悬架强度更各项参数的同步升级,乱改是有弊无利,供参考。
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