渦輪增壓動力好、省油,是因為利用了廢氣的熱能嗎?

愛車大家說 發佈 2023-12-22T13:40:01.022205+00:00

很多人認為渦輪增壓發動機動力好、省油是因為它把廢氣的能量重新利用了起來。其實這個說法不能說完全錯誤,畢竟渦輪增壓的全稱是「廢氣渦輪增壓系統」,就是靠廢氣的能量來運行的。但是廢氣的能量並不是導致渦輪增壓發動機動力好、油耗低的直接因素,它只是起到了輔助作用。

很多人認為渦輪增壓發動機動力好、省油是因為它把廢氣的能量重新利用了起來。其實這個說法不能說完全錯誤,畢竟渦輪增壓的全稱是「廢氣渦輪增壓系統」,就是靠廢氣的能量來運行的。

但是廢氣的能量並不是導致渦輪增壓發動機動力好、油耗低的直接因素,它只是起到了輔助作用。就像你用火柴把一個巨大的煙花點燃了,你不能說是火柴的能量讓煙花飛上了天,火柴只是起到了一個輔助作用。

渦輪增壓發動機省油、動力好的真正原因主要有下面幾點:

1、發動機小型化:降低損耗

渦輪增壓技術使得廠家可以用更小的排量獲得更多的動力。

發動機的熱效率本身就不高,而發動機自身的摩擦、附件產生的損耗就占了很大一部分。而發動機排量越小這些損耗就越低

而渦輪增壓可以用更小的排量實現更大排量自然吸氣發動機的動力,比如之前廠家生產一輛中級車要匹配一台3.0的自然吸氣發動機才能滿足其動力需求,但現在直接搞個2.0T的發動機就夠了。2.0排量的機械損失總量必然要比3.0小得多,這樣不就對油耗做出了一部分貢獻了麼,往更深處說對動力也有貢獻,畢竟損耗少了輸出的動力就多了。

所以說渦輪增壓省油的根本原因就在於達到相同動力參數的條件下增壓可以使用更小的排量以降低損耗,它省的就是這部分「差價」。

2、增壓克服了自吸進氣效率低的問題,大幅度提升了扭矩

發動機說到底還是在靠扭矩幹活,而扭矩來自於混合氣燃燒膨脹對活塞的推力。想要動力好就要想辦法提升扭矩,具體來說是提升各個轉速下的扭矩,想提升扭矩就只能往氣缸里多注入空氣了。

自吸發動機靠活塞吸氣,這種方式效率很低。因為低轉速時活塞速度慢,吸氣的力道不夠。高轉速氣門開閉太快了,空氣的慣性也會影響進氣效率。所以自吸發動機只有在某個特定轉速下才能輸出最大扭矩,一旦過了這個轉速點扭矩就衰減了。而且自吸發動機氣缸的進氣量永遠無法超過排量,這是基本物理原理決定的。

但渦輪增壓就不講武德了,它靠增壓器把空氣加壓後給氣缸「強行投餵」,只要進氣門一打開,高壓空氣擠破腦袋往氣缸里鑽。這進氣效率多誘人啊,一個0.5升的氣缸分分鐘給你塞進去0.75升的空氣,這樣一來渦輪增壓發動機輸出扭矩超過更大排量的自吸發動機也就順理成章了。這才是渦輪增壓發動機動力好的真正原因。

由此可見渦輪增壓發動機省油主要是因為排量小了導致各種損耗降低,動力好則是因為增壓器提高了進氣效率。這都是由廢氣的能量間接促成的,但不是廢氣能量的直接轉移,畢竟廢氣里不可能有那麼多能量。

那麼廢氣在這裡是如何起到這麼厲害的作用呢?這和渦輪增壓器這個轉換裝置是分不開的。

因為發動機運行時氣缸里燃燒、排氣的頻率很高,混合氣剛燃燒完以後氣缸里的壓力其實還特別高,在排氣門打開的瞬間氣缸內的壓力是遠高於外部的,所以廢氣會以接近1200公里/小時的速度快速衝出排氣門,這個速度和壓力就是廢氣所蘊含的能量。

對於自吸發動機來說這部分能量就浪費了,頂多在冬季靠廢氣殘留的熱量加熱一下冷卻液提供點暖風。而渦輪增壓器則很好地讓這部分廢氣實現了「再就業」,它讓廢氣高速衝擊渦輪葉片,使渦輪高速轉動,帶動壓氣機葉片給空氣加壓,最終將更多的空氣輸入氣缸。相當於渦輪把排氣的高壓轉化成了進氣的高壓,通過提升進氣效率從而對發動機進行深度壓榨。

看到這裡我想你對渦輪增壓會有一個更深入的了解了吧?如果感覺以上內容有用,歡迎關注我,一起分享更多有意思的汽車知識。

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