「1.5T&2.0L」哪個(gè)好?讓數(shù)據(jù)說話吧
對于“老派司機(jī)”而言總會認(rèn)為發(fā)動機(jī)排量越大汽車動力就會越強(qiáng),這個(gè)觀點(diǎn)是沒有錯(cuò)的;但綜合自然吸氣和渦輪增壓兩種進(jìn)氣技術(shù)對比,答案就會有很大的差異了。在分析渦輪增壓的技術(shù)優(yōu)勢之前,首先要了解一個(gè)“眾所周知的冷知識”。
- 商用車型中的客車與各類貨車都用柴油發(fā)動機(jī),因?yàn)椴裼蜋C(jī)更省油且起步加速的初段爆發(fā)力強(qiáng),只是振動與噪音會比較大;如果能理想控制噪音則柴油機(jī)就算完美了,那么柴油機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)大扭矩的呢?
答案正是「渦輪增壓器」。
現(xiàn)在的柴油汽車沒有自然吸氣的選項(xiàng),這就足以說明渦輪增壓強(qiáng)還是自然吸氣差了!

什么是渦輪增壓發(fā)動機(jī)?
所謂的“渦輪增壓”指的只是一種“壓氣機(jī)”的類型,是通過內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的高壓排氣,用排氣氣流驅(qū)動壓氣機(jī)的廢氣渦輪高速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘數(shù)萬到十余萬轉(zhuǎn);廢氣渦輪還會與進(jìn)氣系統(tǒng)中的壓氣機(jī)渦輪剛性連接,也就是說廢氣渦輪的轉(zhuǎn)速等于壓氣機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速。重要的是渦輪的動力源是內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)必然會產(chǎn)生的排氣,這是一種“廢氣循環(huán)利用”的技術(shù),是不增加車輛的耗油量的哦。

那么什么又是內(nèi)燃機(jī)呢?內(nèi)燃機(jī)就是在機(jī)體氣缸內(nèi)部燃燒做功的熱機(jī),也叫做發(fā)動機(jī)或引擎,引擎是英文engine的音譯;但是發(fā)動機(jī)只是包括內(nèi)燃機(jī)而不是只是內(nèi)燃機(jī),電機(jī)、外燃機(jī)、渦扇機(jī)等等機(jī)型都是發(fā)動機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)的最初形態(tài)就是“自然吸氣”,活塞在氣缸內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生負(fù)壓吸力,在排氣時(shí)讓進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)短暫的代開,排氣壓力也能產(chǎn)生負(fù)壓力以幫助內(nèi)燃機(jī)吸入空氣;空氣中的氧氣是燃油燃燒的基礎(chǔ),燃燒本就是一種氧化反應(yīng)。燃燒產(chǎn)生的熱能可以推動活塞運(yùn)轉(zhuǎn),活塞再推動曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)則能產(chǎn)生動力了——渦輪增壓器+自然吸氣發(fā)動機(jī)=渦輪增壓內(nèi)燃機(jī),也就是說TURBO的基礎(chǔ)是內(nèi)燃機(jī),只是增加了一套壓氣機(jī)而已。

增壓器能為自然吸氣發(fā)動機(jī)帶來哪些提升?
增壓器的本質(zhì)是壓氣機(jī),壓氣機(jī)的功能是「壓縮空氣」;簡而言之就是把一大團(tuán)的空氣的體積給壓縮變小,就像是擠壓棉花糖。棉花糖很大但可以壓縮到很小,原因是糖粒中間有很大的間隙,通過外力擠壓糖粒讓間隙縮小,則大團(tuán)的棉花糖的體積也就會縮小了——壓縮后的棉花糖吃上一團(tuán),是不是比壓縮前體積相同的棉花糖的糖粒多,攝入更多糖就會等于有更多的能量?
答案是肯定的。壓縮空氣的概念與壓縮棉花糖一樣,目的都是提高“能量”;空氣中的各種分子之間會有間隙,通過高速轉(zhuǎn)動的壓氣機(jī)渦輪就能把大團(tuán)的空氣壓縮變小,空氣中的“氧分子”就像是糖粒,隨著外力的擠壓讓間隙變小、讓固定體積內(nèi)的氧分子數(shù)量增加。

這就是壓氣機(jī)的功能,可以將其理解為“提升空氣密度”或“提升空氣中氧分子的含量”;燃油汽車即便在熱車狀態(tài)中也不能充分燃燒,程度只是比冷車啟動后的標(biāo)準(zhǔn)高一些罷了。原因主要是燃燒速度太慢且做功時(shí)間很短,那么想要提高燃燒充分性就得提高固定時(shí)間內(nèi)燃油燃燒的速度,提高速度的方式就是增加空氣的氧濃度;因?yàn)楣潭康娜加团c更多的氧氣反應(yīng),燃燒的速度就會變快,燃燒的充分性就會升高。
而燃油燃燒越充分則產(chǎn)生的熱能就會越多,內(nèi)燃機(jī)的動力是靠熱能轉(zhuǎn)化,那么是不是熱能多扭矩就會更強(qiáng)呢?——渦輪增壓系統(tǒng)的初衷就是為了讓固定量的燃油,通過氧濃度更高的空氣產(chǎn)生更多熱能,熱能可以用“扭矩”這個(gè)概念來量化;扭矩×轉(zhuǎn)速÷9594=功率,功率×1.36=馬力,在轉(zhuǎn)速不變的前提下扭矩越大馬力就會越強(qiáng)。
(下圖為等量汽油與不同氧濃度標(biāo)準(zhǔn)的空氣反應(yīng)的火焰溫度,溫度越高則說明熱能越強(qiáng))

渦輪增壓技術(shù)能讓扭矩得到多大程度的提升呢?
咱們挑出幾臺發(fā)動機(jī)來進(jìn)行對比吧:
- JL473ZQ5-1.5T 132kw/300N·m(1250~3500rpm)
- 驍云1.5T米勒循環(huán) 136kw/288N·m(1500~3700rpm)
- LTG-2.0T高階版 205kw/400N·m(2750~4000rpm)
- 鉅浪三代2.0T 185kw/390N·m(1750~4000rpm)
- GW4N20-2.0T米勒循環(huán) 155kw/325N·m(1500~4000rpm)
其中除了第三臺是合資品牌的發(fā)動機(jī)以外,其余四臺都是國產(chǎn)的優(yōu)秀發(fā)動機(jī),也幾乎都是同排量的標(biāo)桿(LTG高階版燒機(jī)油)。

以上為渦輪增壓發(fā)動機(jī)的常用排量標(biāo)準(zhǔn)的動力標(biāo)準(zhǔn),那么自然吸氣的水平普遍如何呢?
- (平均)1.5L 80kw/145N·m(4000rpm)
- 2.0L 100kw/200N·m(4000rpm)
- 2.5L 135kw/250N·m(4000rpm)
- 3.0L-V6 155kw/275N·m(4000rpm)
- 4.0L-V6 200kw/360N·m(4000rpm)
這就是小排量到大排量自然吸氣發(fā)動機(jī)的功率和扭矩的標(biāo)準(zhǔn),其實(shí)也已經(jīng)是偏高的標(biāo)準(zhǔn)了。
由此可見這種技術(shù)已經(jīng)有多落后,決定汽車油耗的核心因素首先是排量,排量越大單次做功耗油量越大;其次則是扭矩的大小,相同功率和馬力、扭矩越大需要的轉(zhuǎn)速越低,轉(zhuǎn)速低則耗油量低,反之扭矩小則需要高轉(zhuǎn)速才能拉升到相對高的功率,耗油量自然會很高。所以自然吸氣發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)就是動力差油耗高,動力差的核心因素是最大扭矩太低(燃油燃燒充分性太差);重點(diǎn)是最大扭矩往往都要到4000轉(zhuǎn)才能達(dá)到峰值,在此之前與之后的扭矩還要低很多。

結(jié)語:分析一輛車的動力強(qiáng)弱要看扭矩,想要在中低速道路有良好的駕駛感受更要看扭矩;功率的高低決定高車速區(qū)間的加速能力,這也是個(gè)比較重要的參數(shù),柴油機(jī)高速加速能力差正是因?yàn)檗D(zhuǎn)速限制太低而造成功率偏低導(dǎo)致。
在燃油汽車中想要選到真正省油和有趣的車,渦輪增壓是唯一的選項(xiàng);而不在意耗油量、非選自然吸氣不可的話,轎車至少要有3.5L-V6的排量標(biāo)準(zhǔn)才適合駕駛樂趣,SUV低于4.0L-V6只是能正常駕駛而已。

編輯:天和Auto-汽車科學(xué)島
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