为什么日系汽车大多使用自然吸气发动机,涡

#老司机聊汽车知识#

提到涡轮增压发动机(以下简称T/turbo),老司机总会认为这是近些年才开始流行的基础,是“新技术”,是节能减排催生的产物;反倒是Normallyaspirated·NA(自然吸气)发动机才是经典,而目前仍旧以自吸机头为主的日系汽车才是“经典”和“情怀”。

然而,这就是典型的反裘负刍。

通俗来说就是被耍了还挺乐呵,谁告诉你涡轮增压是新技术的?

全球首个涡轮增压器诞生于年,至今已经有年喽,什么老司机老的过这项技术?增压器初期应用于柴油发动机上,在一战爆发后,该项技术就开始应用于战斗机上了;随后则是在柴油动力的车辆、战车、船舶舰艇上的应用,在汽车领域初期应用的主要是商用车型,比如卡车和客车。

为什么要增压,啥子是涡轮?

Trubo指废气驱动涡轮增压器,下面先来搞清楚什么是涡轮,以及废气是哪来的。

NA+涡轮增压器=涡轮增压发动机

自然吸气和涡轮增压区别的只是同一种发动机的两种进气技术,Turbo的基础也是内燃机,自然吸气发动机当然是内燃机。

内燃机指在机体内部的气缸内完成燃烧做功动作的机器,命名对应外燃机,燃烧燃油产生热能的基础是“燃油+氧气”;氧气在空气中就有,常压标准的含量为20.94%;所以内燃机吸入空气后就能与燃油反应,但是内燃机做不到让燃油充分燃烧。

在讨论发动机的时候总会讲一分钟多少转,转速指曲轴每分钟运转的次数,现在的四冲程发动机为曲轴转两圈做功一次;正常驾驶的转速就算是转,每分钟做功次,每次做功的时间能有多长?

显然是非常短暂的。

在短暂的时间内做不到让燃油充分地燃烧,所转化出的热能就会比较少,或者理解为浪费了一部分能量。

想要在不增加耗油量的基础上提升动力,正确的方式就是提高燃油燃烧的充分性。

战斗机为什么需要涡轮增压技术呢?

因为战斗机总要在数千米甚至上万米的高空飞行,听说过高原反应吧,海拔越高则高反越明显;其实高反说白了就是“缺氧”,空气距离地面越远,受到重力作用的程度越弱,可以理解为空气越高就会越“蓬松”。

空气中有各种分子,主要包括氮气、氧气、二氧化碳和六种稀有气体(氦氖氩氪氙氡)。

分子之间相斥又相吸,距离地面越近,分子之间相吸的程度越强,各种分子就会密集的堆在一起;随着海拔的不断升高,分子之间的间隙加大,在体积不变的前提下,相同体积的氧分子数量就会减少——把体积理解为容积,在一个固定容积的容器里,随着海拔的提升,部分氧分子会逃逸到容器外面。

氧气减少后,燃油燃烧的充分性就会更差,因为“助燃物”减少了;战斗机在高空中吸入的空气氧浓度极低,燃油会被大量的浪费掉,续航里程必然会受到很大的影响。

想要稳定战斗机续航,正确的方式就是提高吸入空气的氧浓度,让每次做功的耗油量不变,只是通过“富氧”提升燃烧转化出的热能,也就是让燃烧变得更加充分。而能够实现这个目标的技术只有“涡轮增压”,参考下图,这是汽车的涡轮增压系统的概念。

NA在运行时必然会存在排气,每次做功都要把没有充分燃烧的尾气排出去,否则气缸就没法进行下一轮的做功;一分钟做功几百到上千次,每分钟的排气量就有几百升,试想如此之多的废气从狭窄的排气歧管里排出去,压力会有多大吧。

那么在排气歧管的位置连接一组能转动的涡轮,高压废气就能把涡轮驱动到极高的转速;随后再给涡轮增压器安装一组位于进气系统的涡轮,两者以相同的转速运行,进气道是不是就会有很强的吸力了?答案是肯定的,而且不仅能增加吸气量,还能够把吸入的空气压缩的更加紧密,密度升高则空气氧浓度升高,燃烧的充分性就会更强。

综上所述,涡轮增压技术是内燃机的一种进气技术,目的是提升发动机的燃烧充分性,也就是提升扭矩;2.0LNA的发动机最大扭矩能有N·m就算不错,可是2.0T的极限可以超过N·m,翻一倍还要多,扭矩大则功率高,功率高则马力大,车辆的动力提升了。

重点是在提升的同时并没有增加耗油量,只是以更大程度压榨了动力——本质是更充分地燃烧了燃油。

前一句听起来会影响发动机的使用寿命,后一句听起来是不是就没有感觉了。

2.0T有N·m,4.5LNA-V8左右的大排量发动机也能有N·m,如果说大扭矩就会损伤发动机的话,大排量发动机就都不能玩了。

所以涡轮增压技术是内燃机的动力提升技术,在排量不变的前提下动力会强劲很多;当然也可以做到节油减排,如果说N·m就够用了,那么为什么不选择省油的2.0T,非得选择费油了4.5L-V8呢?难道是打造高成本发动机有瘾,或者是压根就造不出来优质的增压机……

其实还有一个原因,那就是自然吸气发动机的制造成本更低。

日系汽车以自然吸气发动机为主的原因无非是上述三点,兼而有之;但这也与日系汽车在海外市场的定位有关系,日系汽车在欧美市场基本都属于廉价车品牌,价格低廉则需要控制车辆制造成本,所以大都使用这种发动机。不过这些日系汽车在华市场卖得都不便宜,仍旧使用自吸机头就有些说不过去了。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

喜欢我们的内容请点赞


转载请注明:http://www.180woai.com/qfhqj/8622.html


冀ICP备2021022604号-10

当前时间: