渦輪增壓發動機和自然吸氣發動機作為目前汽車市場主流的兩種動力系統,渦輪增壓發動機和自然吸氣發動機的壽命誰更長,一直都是讨論的焦點。在這裡可以說的是,兩款發動機的壽命不會有太大區别,理論上講自然吸氣發動機因為沒有采用強制外力增加進氣量,壽命會更平穩。但是渦輪增壓發動機的主體結構和自然吸氣并無區别,雖然被壓縮機“強制”增加進氣量,這對氣缸的壽命也不會有太大影響。所以具體地講,我們讨論的是渦輪增壓器的壽命。
圖注:法拉利V12發動機依然使用的是自然吸氣,488 GTB已經采用V8渦輪增壓發動機
首先我們說下什麼是渦輪增壓發動機,直白地講,就是在自然吸氣的發動機的進氣歧管和排氣歧管處增加了壓縮機和渦輪機,渦輪機在排氣的推動下帶動壓縮機,壓縮機完成給發動機氣缸提供更多的空氣/氧氣,從而增快燃燒速度達到更大做功。
圖注:渦輪增壓器工作原理圖,圖源explainthatstuff
如上圖,藍色為空氣壓縮機,紅色為渦輪機,它們倆通過傳動軸(數字9橙色)相連。1處是空氣,2處是壓縮機,3處為壓縮機擠壓空氣後向前輸出,4處為冷卻裝置,5處是氣缸進氣口,6活塞運動,7處為氣缸排氣口,8渦輪風扇,9渦輪機和壓縮機的傳動軸,10廢氣。這就是整個渦輪增壓器的工作流程和相關組件。那麼渦輪增壓器的壽命長短和誰有關系,也就可以從整個工作流程和工作環境看出來。
圖注:渦輪增壓器仿實體工作圖
首先就是軸承,整個渦輪增壓的過程都處在高速運轉的狀态,軸承的材料至關重要,也就是連接渦輪機和壓縮機的傳動軸兩側的滾珠。譬如捷豹路虎最新使用的Ingenium系列發動機,其滾珠采用的是陶瓷材質,這就可以增加軸承壽命。其次,是排氣處的渦輪機葉片,該處的冷卻裝置能否能把溫度控制在規格内很重要。最後是進氣口壓縮機内進氣前的過濾裝置是否過濾幹淨,會不會有其它異物被吸進來,這三點直接影響渦輪增壓器的壽命。
圖注:渦輪增壓器橫剖面圖,左側紅色為渦輪機右側藍色為壓縮機
以目前的制造工藝,渦輪增壓器的壽命可以說完全滿足正常需要,設計壽命基本都在30萬公裡左右,采用特殊材質和工藝的渦輪增壓器壽命完全可以超過30萬公裡。當然一台發動機的壽命和駕駛者的開車習慣也有關系,除此之外,渦輪增壓發動機的汽車在停車的時候,最好保持空轉30秒以上。這是因為渦輪機在高溫作用下依然還會運動,這就是為啥有人納悶車子停了為啥“發動機”還在動的原因所在。保持空轉可以讓機油不會停止噴射,可以給運行的組件起到潤滑的作用,雖然目前渦輪增壓發動機使用了很多新技術解決這個問題,空轉一會兒還是有好處的。
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