過去與未來 渦輪增壓車型在國內的發展
說到渦輪增壓技術,相信很多朋友已經非常熟悉了。正是因為如此先進的技術引進,人們的印象是發動機排量越大,輸出功率越大。一般來說,汽車發動機的動力輸出與排量成正比,但為了追求動力的提升,發動機制造的精度、重量和油耗也無限增加,其弊端也很明顯。
●從頭開始渦輪增壓
為了解決這一矛盾,那些充滿研究精神的汽車工程師創新性地使用了發動機增壓技術,使發動機在其他方面保持之前狀態的同時獲得更強大的動力。渦輪增壓技術,已有100多年的歷史。1905年,阿爾弗雷德·布奇博士申請了第一臺渦輪增壓器的專利,世界上第一臺由廢氣驅動的渦輪增壓器于1912年問世。渦輪增壓器的大規模生產出現在二戰時期,最早是由美國用于軍用飛機。
1925年,AlfredBuchi利用廢氣增壓將車用發動機的輸出功率提高了40%,開始了車用渦輪增壓器的應用。1938年,SwissMachineWorksSaurer制造了第一臺渦輪增壓卡車發動機,但由于耐用性差,很快就消失了。直到1961年,渦輪增壓器才首次安裝在美國通用汽車旗下品牌奧茲莫比爾F85汽車上,將原來3.5升V8發動機的功率輸出從185馬力提升到215馬力。
對于渦輪增壓器來說,20世紀(查成交價|參配|優惠政策)70年代是這項技術的轉折點。1977年,薩博99將渦輪增壓技術推廣得更廣,使2.0升發動機的動力性能與3.0升發動機相當。雖然這個品牌今天已經消失了,但它對渦輪增壓器技術的貢獻是不可磨滅的。在同一時期,許多品牌已經將這項技術應用到了自己的量產車上。渦輪增壓技術在各大汽車賽事中也發揮著重要作用,包括WRC、24小時勒芒等。
渦輪增壓器中的增壓值是指增壓后送入發動機的空空氣壓力,單位為kg/m3、Bar和Psi。這些單位對我們來說并不陌生,因為它們也出現在其他方面,比如胎壓等等。該增壓值的水平取決于渦輪增壓器的規格。以大眾EA113的1.8T發動機為例。它使用的渦輪增壓器是KKK提供的K-03渦輪,最大增壓值0.3bar/瞬間最大增壓值0.5bar。
另一個重要的參數是A/R值,用來表示渦輪的特性,在改裝市場的渦輪增壓器銷售簿上經常標注。A代表Aera面積,是指渦輪排氣側進口處最窄的截面面積,R代表半徑,是指進口處最窄截面面積的中心點到渦輪體中心點的距離,兩者之比即為A/R值。相對來說,壓氣機端的葉輪受A/R值影響不大,但A/R值對排氣端的渦輪意義重大。
導向葉片的打開會影響渦輪葉片的氣流速度。低轉速時開度小,風速增大空,高轉速時開度大,降低排氣負壓。A/R值越小,即廢氣流量越高,低速區渦輪增壓反應越快,渦輪遲滯越低,低速區渦輪增壓越高。但同時,A/R值越小,排氣背壓越大,高速時排氣流量不足,限制了高速時的動力輸出。相反,A/R值越大,渦輪在低速區的響應越差。雖然發動機低速增壓效果不佳,但在高速區域可以產生更多的動力,高速旋轉大功率的趨勢相當明顯。
開渦輪增壓車的時候,突然深踩油門,你會覺得前0.5-1秒的時間里,車好像沒有什么變化,但是過了很短的時間,發動機就會發揮它的動力,此時的動力表現就是我們所說的渦輪遲滯。雖然現在很多廠商都在適當調整A/R值,讓渦輪增壓發動機的性能像自然吸氣一樣流暢,但也失去了渦輪增壓的感覺。其實這就是魚和熊掌的關系。
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