涡轮增压·「介入转速」概念解析

问题描述:

  • 关于涡轮增压发动机存在很多误解 , 其中最普遍的错误认知为加速会“chòng”;因为最大扭矩似乎忽然就会出现 , 达到该转速节点的瞬间车辆会像“离弦之箭”一样窜出去 , 真的是这样吗?
答案显然是否认的 , 往往是没有增压动力汽车的驾驶经验 , 单纯依靠账面数据的想象才会出现这种观点 , 比如以下两台比较有代表性的发动机 。
  1. LTG-2.0T高阶版本205kw/400N·m(2750~4000rpm)
  2. B48B20D-2.0T高功率版本190kw/400N·m(1550~4400rpm)
对于第一台以及与其类似的发动机 , 普遍认为最大扭矩会在2750转出现 , 在此之前扭矩曲线会和自然吸气发动机一样;所以加速过程中才会有冲的感觉 , 而且中低转速区间的动力还会很弱 , 如果存在这种疑惑的话——参考下图的动力曲线吧 。
涡轮增压·「介入转速」概念解析文章插图
蓝色曲线是扭矩曲线 , 在1500转的节点扭矩为260N·m , 2000转即可达到365N·m左右 。 这是什么水平呢?要知道主流的2.0L-NA(自然吸气发动机)的最大扭矩不过200N·m左右 , 而且往往要在发动机4000转以上达到达到峰值 , 2.5L-NA则在250N·m左右波动 。
也就是说这台2.0T发动机以将将起步的低转速 , 即可达到更大排量≥4000rpm的扭矩标准!能够实现该标准的基础当然是「涡轮增压·ing」 。
因为转速越低发动机进气量越小 , 喷油量会按照进气量计算 , 所以自然吸气发动机的中低转速扭矩很差;但是涡轮增压器作为空气压缩机具备正压进气的特点 , 与负压吸力同时作用则可以在很低的转速范围内实现标准进气 , 而且是压缩后的高浓度氧气 , 这是提升扭矩的基础 。
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知识点1:扭矩是燃烧产生热能转化后的概念 , 热能越高则扭矩越大;在喷油量以标准排量(进气量)计算调整的前提下 , 如果以14.7:1的常压空气氧浓度进气 , 转化出的扭矩还不会很大 。
【涡轮增压·「介入转速」概念解析】因为氧气是燃烧反应的催化气体 , 在短暂的做功时间内 , 氧气越多则燃烧速度越快;内燃机的混合油气都是无法100%充分燃烧的 , 因为做功时间太短 , 所以想要提高燃烧效率就要提高燃烧速度 。 那么通过压缩空气增加氧浓度就是最佳方式 , 而且要做到几乎全时增压才能达到理想效果 , 如何实现呢?
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2:TURBO指废气涡轮增压系统 , 运行原理是从排气歧管引出管路 , 将正常做功时产生的高压排气的气流引入到增压器的涡轮位置 。
正常怠速时的排气压力不足以驱动涡轮 , 但这是刻意设定的结果;因为怠速时不需要增压 , 增压燃烧产生的高温高压会影响发动机的使用寿命 。 不过只要稍微加油门就能够开始增压 , 一般在1000rpm左右就有足够的排气压力驱动涡轮运转 。
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涡轮会与进气系统中的叶轮刚性结合 , 两者的转速是相同的;所以只要我路开始转则增压就会开始 , 即使是比较迟滞的增压器 , 一般也能在1200/1500rpm区间开始运转(老旧车辆) 。
开始运转的转速节点正是「介入转速」 , 而这台机器的2750转的概念 , 指的是发动机达到该转速后 , 增压器的涡轮才会达到最高转速 , 也就是最强增压的转速标准 。 但是为什么有很多中大排量发动机的最大涡轮转速会来得这么晚 , 为什么不能像第二台发动机一样在1550转达到峰值呢?
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