現如今市面上的渦輪增壓車很多,相信會有朋友疑惑渦輪增壓系統的“介入時刻”是否越早越好?實際上這個問題并不存在,因為車子準備起步時只要給油,渦輪系統就會開始提供壓力。除了一些勻速巡航工況增壓系統會隨動(歧管壓力為負壓),其余無時無刻不在“介入”。
嚴謹地說“渦輪介入”這個詞是源于網絡或4s店的非標準詞匯。所表達的意思無非是渦輪增壓系統發揮作用的節點(轉速表達或負荷表達),也就是說當駕駛者踩油門起步、提速過程中增壓系統什么時候起作用。而實際上在起步、提速階段只要給油,增壓系統就會起作用,哪怕只是踩油門提高50轉、增壓系統依然會起作用。
所以在汽車起步、提速過程中增壓系統無時無刻不在起作用(介入),所以就不存在介入早、介入晚的說法。所以增壓系統介入時間(轉速)不存在早晚,存在早晚的是踏入扭矩平原的轉速。如有兩臺同樣為1.5T的發動機,發動機A地板油狀態下1000-3000轉為扭矩平原(最大扭矩保持,不下降),發動機B則是3000-5000轉為扭矩平原。
發動機A與發動機B誰更好?
地板油狀態下
A發動機:1000-3000轉為峰值扭矩平原
B發動機:3000-5000轉為峰值扭矩平原
哪臺機器更好?嚴謹的說沒辦法區分哪臺機器更好,因為表現特性不同。而但從日常代步而言顯然是A發動機更好,日常用車當然很少地板油駕駛,但即便是輕踩油門達到1000轉時增壓效果已經非常明顯,車子會有明顯的爆發力。而發動機B在踩地板油時(節氣門全開)3000-5000轉才能進入扭矩平原,那么日常代步時輕踩油門(節氣門1/4-1/3左右的開度),3000轉以下如同自吸。
畢竟現如今的路況、駕駛者的心態、變速器的超大傳動比范圍幾乎能讓發動機很難達到3000轉以上。所以發動機B在日常使用中會很難受,因為增壓系統發揮作用達到能讓駕駛者感覺到的周期太長。注意并不是說增壓系統在3000轉之前沒有發生作用,只是說在3000轉之前增壓系統發生的作用并沒有讓駕駛者感受到。而駕駛者沒有感受到增壓系統作用的過程被稱之為“遲滯期”。
所以遲滯期內并不是增壓系統沒“介入”,而是在這個過程中增壓器轉速低、提供的壓力很小,小到讓駕駛者感覺不到。而實際上在這個過程歧管壓力也是在不斷提高的,當壓力逐漸從負壓達到正壓時(1Bar),可以視作增壓系統真正開始發揮自身的價值(注意不是發揮作用)。因為歧管的壓力在達不到1Bar時=自然吸氣發動機,那么增壓的意義就被削弱了,但不等于歧管壓力為負壓時增壓系統就沒發生作用。
正壓與負壓,增壓與自吸
可能很多車友不清楚什么是正壓、負壓,實際上歧管壓力大于1Bar時為正壓。而負壓并不代表壓力在0以下,而是0-1Bar之間的壓力皆為負壓,比如0.4Bar、0.8bar、0.999Bar等等,只要小于1Bar就是負壓。自然吸氣發動機的歧管壓力恒為負,變化范圍一般會在0.4Bar-0.8bar之間。而自然吸氣發動機隨著節氣門開度不斷放大,同樣也是一個增壓的過程。
如某發動機啟動后怠速時歧管壓力為0.4Bar左右,隨著節氣門開度越來越大(油門越踩越深),歧管壓力從0.4Bar上升至0.8Bar,這個過程是不是在增壓?當然是,只是這個增壓范圍、極限太小了。所以從微觀上看任何內燃機在不斷拉升功率的過程中,都存在一段增壓的過程(歧管)。只不過在渦輪增壓系統加入后能把0.8Bar左右的自吸增壓極限值(負壓范圍)拉升至1Bar以上,此時進入正壓范圍。
遲滯期長短與應用場景
寫到這各位應該已經明白渦輪增壓發動機在駕駛者踩下油門那一刻起就已經起作用(所謂的介入),至于起到的作用是否被駕駛者感受到則是另外一個故事。所以渦輪增壓發動機不存在“介入”早晚,因為無時無刻不在介入。而存在早晚的則是扭矩平原,比如當年三菱EVO上的4G63T,它的扭矩平原則是4000-5500轉的范圍。
也就是說如果不是把油門踩得很深,很難發揮出增壓系統的威力。為什么它的扭矩平原門檻轉速那么高?原因很簡單,因為為了追求極限功率、極限扭矩,所以使用了更大慣量的渦輪。大號渦輪葉片重想讓它高速旋轉需要更多的廢氣,但發動機在轉速低時提供不了那么多廢氣、所以渦輪轉速就慢,所提供的壓力就小(遲滯)。可一旦把轉速拉起來并保持,那么大號渦輪同樣能高速旋轉所提供的壓力值則更大。
所以早期那類增壓發動機針對的都是賽車場景,比如EVO、STI等等。拉力賽都是單獨發車,不追求起步有多快、但求別壞。整個過程都是自己在跑,所以可以把轉速始終維持在高速區間,這樣就能一直保持渦輪增壓系統提供高壓。況且還有偏時點火系統在收油時噗噗噗的噴火,所以賽車不會受到遲滯的干擾,增壓系統需要提供的只是更大的峰值功率、扭矩(扭矩其實和功率是一回事,乘上轉速就是功率)。
而民用車常在市區路況行駛,紅綠燈多、容易堵車、限速60km左右。在這種場景下不拼極速,只要能做到確保0-60km的提速足夠快即可。簡單點說就是輕踩油門就得上勁、車子就能跑出去才行,在這種需求下對增壓系統的要求就是響應速度要快。要實現這種需求就需要用小慣量渦輪,渦輪增壓器小、葉片輪輕,有點廢氣就轉得飛快,但能提供的最大壓力要小很多。
這樣的渦輪增壓發動機1000轉出頭往往就能表現出爆發,但扭矩平原在3000轉時也就到頭了。具體的表現就是確保0-50km提速足夠快,0-100km、0-200km是不是也快并不重要。因為日常的市區用車場景很難把車子提速到100km甚至200km以上(超速),大慣量渦輪幾乎沒有發揮的場景。所以如今乘用車的增壓系統幾乎都是小慣量、高反應、低極限。
這就好比EA888與M133一般,EA888發動機的扭矩平原為1600-4500轉。而M133發動機的扭矩平原為2500-5000轉,如果都是地板油,高爾夫(380)肯定沒有A45快。但如果都是輕踩油門1000轉出頭,高爾夫提速可能比A45更快。這就是扭矩平原越靠前,響應越快的道理,缺陷是極限低。相反扭矩平原越靠后,響應越慢、越遲滯,但優勢是極限更高。
總而言之渦輪增壓系統介入不分早晚,因為只要給油歧管壓力就上升(壓力上不去的場景是空擋,空擋5000轉歧管壓力還是低于正壓的負值)。可以分早晚的是扭矩平原,扭矩平原越靠前、遲滯越不明顯、越適合普通人日常代步使用。扭矩平原越靠后、遲滯越明顯、越擁有超高的極限,日常使用由于不具備長期保持大節氣門開度、高轉速的場景所以不好。但在能長期保持大油門、高轉速的賽道上,這種增壓系統反而是最優解
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