随着汽車業的發展和日益普及,大家對汽車外觀和性能方面的要求越來越高,廠商為了滿足市場需求,不斷投入汽車新技術的研發,而機械增壓和渦輪增壓就是為提高汽車性能而誕生。增壓器在滿足市場需求的同時,還滿足了國家的環保要求。
現今,應用在汽車發動機的增壓系統被機械增壓和渦輪增壓占據着。相信對汽車有所了解的朋友們,都一定有聽說過機械增壓和渦輪增壓,那麼機械增壓和渦輪增壓的區别是什麼呢?接下來請聽小編為大家娓娓道來。
在了解機械增壓和渦輪增壓的區别之前,我們先來認識下機械增壓和渦輪增壓。
什麼叫渦輪增壓?
什麼叫機械增壓?
機械增壓是指針對自然進氣引擎在高轉速區域會出現進氣效率低落的問題,從最基本的關鍵點着手,也就是想辦法提升進氣歧管内的空氣壓力,以克服氣門幹涉阻力,雖然進氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變,但由于進氣壓力增加的結果,讓每次氣門開啟時間内能擠入燃燒室的空氣增加了,因此噴油量也能相對增加,讓引擎的工作能量比增壓之前更為強大。
渦輪增壓原理:
渦輪增壓的原理是利用原理利用内燃機運轉時所排出來的廢氣,用廢氣來轉動渦輪增壓器中的排氣側轉子,而排氣側轉子與進氣側轉子是同軸異室,當渦輪機轉予達到一定轉速時它帶動另一側的轉子,使壓氣機轉予引進外來的新鮮空氣,經過壓縮倒入進氣管内,以此來實現進氣增壓的。
機械增壓原理:
機械增壓是直接利用内燃機出力來驅動增壓器,将空氣壓縮成高密度的進氣送入氣缸内,從而提高了内燃機的輸出功率。它的驅動力來自内燃機曲軸,一般的是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接将曲軸運轉的扭力帶動增壓器,達到增壓目的。
早年間機械增壓器使用的是羅茨鼓風機,采用容積泵結構設計作為壓氣形式。身形重,噪聲高是它的一大特點,所以隻用在大型柴油機,以及追求起步加速的0-400加速比賽上。
渦輪增壓優缺點:
優點:增壓效果顯著,燃油經濟較好
缺點:發動機動力輸出略滞後于油門的開啟
機械增壓優缺點:
優點:沒有滞後或超前,使動力輸出非常流暢。
缺點:消耗部分動力,增壓效果不明顯。
機械增壓和渦輪增壓的區别:
渦輪增壓:
在一般的民用發動機上加一個渦輪,就可将動力大幅度甚至成倍的提升。渦輪增壓最大的特點是将尾氣動力充分利用,因而可以在一定程度上節油。當然渦輪增壓的節油效果不僅如此,在低速時,渦輪不介入,發動機處于較低的功率,相當于一台小排量發動機,油耗也就小了很多。
但渦輪增壓發動機有一個通病—“渦輪遲滞”,它不能直接進行增壓,低速狀态下排出的廢氣不能推動風扇,要在一定轉速以上才行,當渦輪介入,動力徒增,顯得很突兀。靠渦輪增壓增加動力輸出雖然輕而易舉,但伴随着增壓所産生的高熱必須妥善處理,高熱會影響兩部分,一個是負責直接冷卻和潤滑的機油,它會因為受到高熱而快速氧化。
因此渦輪增壓引擎必須選用耐高溫、抗氧化好的優質機油,而且機油更換周期會相應縮短,才不容易産生氧化物。
還有一個受高溫影響的就是進氣部分的冷卻系統。因此可以用水深火熱來形容渦輪增壓器的工作環境。所以渦輪增壓對潤滑和冷卻的要求都是比較高的。
機械增壓:
通過本文前面介紹的機械增壓原理可知,它是通過增壓發動機的進氣量來提升發動機的動力。隻要發動機在運轉,機械增壓就會産生,且随着發動機轉速的提高,壓力度會變大,從而增強了動力。而在動力提升的同時,節氣門的開度也是同步的,因此不會像渦輪增壓一樣,有一個較為明顯的發力點。
機械增壓器的工作環境溫度不高,增壓後空氣的溫度也不高,因此對潤滑和冷卻的要求不高,工況穩定。總之,機械增壓相比于渦輪增壓在低速時的表現更好,且在車速控制方面也更加精确。
不過機械增壓是需要消耗發動機動力的,并且單級壓氣機的增壓幅度有限,一般都在0.6-1.2bar,最高也就1.5bar,而渦輪增壓卻可以很輕易的達到1 5bar。因此機械增壓在經濟性上表現稍差一些,且在高速時動力性不及渦輪增壓。
渦輪增壓和機械增壓發展方向:
1、性能好、效率高,且發展流量範圍相對較廣的增壓系統;
2、采用冷卻增壓系統。現如今,熱負荷及爆震仍然是汽油機增壓技術中難以攻克的難題。采用冷卻裝置不僅能夠有效降低熱負荷,避免發生爆震這一現象,還能夠提升系統的作業功率;
3、采用電子點火自動控制裝置;
4、将電子控制燃油直接噴射和廢氣渦輪增壓技術結合在一起。
5、改善傳統增壓器自身所具有“反應滞後”這一現象;
6、提高增壓器的實用性與可靠性,有效減少成本費用;
誰能跑過誰?
增壓,增加了很多動力,但是否可以大幅提升車速呢?我們分析下:
機械增壓從一開始就将動力放大,所以起步時機械增壓勝;
渦輪增壓一開始有點懶,但轉速足夠大時,暴躁的渦輪絕不示弱,憑着較高增壓值在中段扳回一局;
而自然吸氣就不行了嗎?當然不是。在轉速較高時,機械增壓的壓氣機的阻力會變大,變得很大,非常大,乃至要消耗1/4的動力,提升出來的動力此時也被自身消耗了;渦輪增壓也不容樂觀,雖然不需發動機的動力,但廢氣渦輪和扭曲的排氣線路大大增加了排氣壓力,一樣拖了後腿。而此時,自然吸氣發動機在此時沒有太大的負擔,終于笑到了最後。
當然,以上三種情況隻是虛拟的場景并非絕對情況,但同樣功率的三種發動機确實有着上述的趨勢。不過正常情況下很少有人踩到紅線玩兒命跑,合理的使用扭矩區域,配以合适的檔位,老老實實的行駛才是真正的生活,這也是增壓裝置真正帶來的便利。
總結:總的來說,機械增壓相比渦輪增壓要更穩定,動力輸出更順暢,不過機械增壓在高速狀态時損失動力較為明顯;而渦輪增壓表現更為粗暴,在低速時不能驅動渦輪增壓,但在高速時動力增壓很明顯。
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