揭秘涡轮增压:简单原理背后的复杂身世
涡轮增压,一个在近年来被各大汽车厂商大肆神化和吹捧的技术,仿佛一出现就代表着高端、大气、上档次。即使是小排量发动机,只要沾上了“T”,立刻变得强大。那么,涡轮增压到底有多大的能耐,能让那些大排量的自然吸气发动机纷纷退隐山林呢?接下来,让我们来深入了解一下。
1、让我们来科普一下涡轮增压的原理。其实,它并没有那么神秘,涡轮增压就是两个连在一根轴上的风扇叶片,一个叶片的转动会带动另一个叶片。这两个叶片一个装在进气管上,一个装在排气管上。当发动机工作时,排气管排出的废气就能推动叶片,这样进气管的叶片也跟着一起转,从而达到了向进气管中鼓气增压的作用。
然而,虽然原理简单,但是涡轮增压的能力却是不容小觑的。发动机要燃烧油,就一定需要空气。完全燃烧1公斤的汽油,理论上需要大约16立方米的空气。这个体积将近8000个两升可乐瓶的容积。因此,大多数发动机其实是经常“吃不饱”的,动力性和经济性自然还有提升的空间。而涡轮增压技术,就能解决发动机的“温饱”问题,想要多少空气,就给你打进去多少,简单粗暴,够直接。
解决了“温饱”问题,1.8L的涡轮增压发动机能轻松胜过2.4L自然吸气发动机也就不足为奇了。同时,进气越多,汽油也燃烧更充分,油耗相对来说也降了不少。这也印证了厂商对于涡轮增压既给力又省油的说法。
那么,既然涡轮增压这么强大,为什么不早点用在车上造福大家呢?这就涉及到涡轮增压的身世问题了。涡轮增压技术最早出现于1905年,然而最初的涡轮增压并没有用在汽车上,而是用在飞机上。因为飞机在高空氧气稀薄,不多吸点空气怎么够?于是乎,法国雷诺公司的工程师第一个把涡轮放在了飞机发动机上,效果还不错。但是那个时代的涡轮还很脆弱,而且造价也只有空军能付得起,用在老百姓的汽车上还属于白日梦阶段。
2、涡轮的工作环境极其恶劣:要承受高达1000摄氏度的废气和每分钟十几万转的转速。这点小玩意儿要能承受如此高温高转着实不容易。因此一开始使用涡轮的都是柴油机因为柴油机转速低而且排气温度也低相比汽油机对涡轮的要求不高。发展到现在但凡是辆柴油商用车不增压都不好意思跟别个打招呼。
除了材料的限制另外一个限制涡轮发展的原因则是源于它自己的特性之前咱也说过了涡轮是靠发动机的废气推动的而这废气的量可不是恒定的高转速的时候推起涡轮可是毫不费劲但低转速就麻烦了废气少了涡轮不光不能往发动机里打气还阻碍了正常的排气为此万能的工程师给涡轮加了个联轴器低转的时候涡轮不工作等废气够了涡轮才开始打气。然而这也就造成了涡轮增压在低转速时不够给力的特性。