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大嘴問答:機械增壓和渦輪增壓誰更好?

本周,有網友在車動力·大嘴說車社區提問:奧迪、保時捷都在用機械增壓,可為什麼渦輪增壓還是主流?關於這個問題,的確有不少朋友問過我,今天正好藉此機會來跟大家聊一聊。

目前汽車發動機分為自然吸氣發動機和增壓發動機,其中增壓發動機又分為機械增壓和渦輪增壓兩種增壓模式。這兩種增壓模式都是為了提高引擎的輸出性能,而到底哪種更好,我們還是先來分別了解一下機械增壓和渦輪增壓的原理。

首先,我們來看看大家都比較熟悉的渦輪增壓。渦輪增壓,是一種利用內燃機運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術。我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性衝力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪帶動同軸的葉輪,葉輪壓縮輸送由空氣濾清器管道來的空氣,使之增壓之後進入氣缸。當發動機轉速增快,廢氣的排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪又壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以使更多的燃料充分燃燒,相應的增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以實現增加發動機的輸出功率了。

渦輪增壓的最大好處在於提高發動機進氣量,從而提高發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。一台發動機裝上渦輪增壓器后,其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一台的發動機在經過增壓之後能夠輸出更大的功率。就拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發動機來說,經過增壓之後,動力可以達到2.4L發動機的水平,但是耗油量卻並不比1.8L發動機高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經濟性和降低尾氣排放。

OK,我們再來看機械增壓。機械增壓器採用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接,利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部葉片,以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內,整體結構相當簡單,工作溫度界於70℃-100℃,不同於渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動,必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣,因此機械增壓系統對於冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同,機件保養程序大同小異。

聊完各自的工作原理和特性,我們在來看看機械增壓和渦輪增壓各自的優缺點。渦輪增壓方面,總結一句話就是「四兩撥千斤」。即便是只有1.4L的排量,一旦撞上一顆渦輪,整台發動機的輸出功率可以媲美2.0L的自然吸氣發動機。但缺點也是顯而易見,在渦輪未建立起亞之前,例如低速、低轉的工況下,1.4T就只剩下1.4L了。同時,由於渦輪增壓發動機獨特的進氣構造,渦輪啟動會有所遲滯,從而帶來的就是動力輸出的上的遲滯。

相反,機械增壓就沒有這些惱人的問題。由於其工作時是與發動機協同工作,所以動力提升更為線性。但是,機械增壓同樣也存在先天性的短板。由於機械增壓器是由發動機運轉帶動傳動皮帶建立氣壓,因此可以理解為機械增壓的動力源實力上就是來自於發動機自身。由於發動機帶動機械增壓器時會損失掉部分動能,所以機械增壓可以簡單的理解為「殺敵一千,自損八百」,而這也是為什麼我們市場看到的機械增壓車都只出現在類似奧迪、捷豹等高端豪華車上,因為這些車型本來發動機的原排量就足夠大。如此一來,即便是帶動機械增壓器需要耗費一定的能量,但本就底氣十足的它們也不至於影響到其基本的性能發揮。

綜合兩種來看,各有各的好,也各有各的不好,但目前的大環境還是渦輪增壓的天下。這其實很好理解,因為現在的車型排量都越來越小。而過小的排量根本無法承受住機械增壓所帶來的動能損耗,相反裝上一顆小小的渦輪反而能夠釋放出更高的動力性能。再加上,大面積的渦輪化也促使了行業內對渦輪增壓整套技術的不斷革新,更耐久的渦輪增壓器以及縮短了進氣行程后,渦輪增壓的那些遲滯現象也有所感受。而隨著以後發動機排量越來越小,相比機械增壓也將徹底成為歷史。

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文/黃耀寬

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