涡轮增压是我问网友最多的问题之一。事实上,我们正处于自然吸气和涡轮增压两大阵营交替的“混乱期”。几年前我写的《德系VS日系》里专门写涡轮增压技术,当时我的观点是涡轮增压是欧洲企业对抗节能减排对抗日系的行动。当今世界变了,这个观点已经不完整和正确了。因为日系也开始“玩”涡轮了。所以YYP希望对此进行最新、深入的思考总结,更重要的是回答很多朋友在选择车时的困惑。
本篇首先详细讨论涡轮增压的实际体验。大家都知道YYP喜欢谈论经验。消费者买体验,不谈体验,纯粹是因为谈技术没有意义。本来铺了地毯,但用了一次就收拾不了,所以单独做了一篇。
首先请小白们教一下科普的基本原理。自然吸气发动机是通过活塞运动呼吸空气(就像注射器吸药水的原理一样),一般气缸体积大的话,会吸入很多空气。涡轮增压发动机可以先加压空气,然后将压缩的空气注入气缸,比气缸容积吸入更多的空气。
发动机将空气和燃料混合在气缸内点火产生能量,所以理论上吸入的空气越多,只要调配足够的喷射量,就能获得更大的动力。涡轮增压就是利用这个原理让汽缸吸入更多的空气。因此,在同等排气量下,可以产生比自然吸气输出更大的动力——,但由于燃烧更多的空气,需要更多的燃料,涡轮发动机也需要比相同排气量下自然吸气消耗更多的燃料。
自然吸入顾名思义是“自然”吸入空气(当然吸入管道的优化是句子),流入量相对恒定。涡轮增压有增压过程,所以通过控制增压值,可以改变进气气流,实现相对可变的动力特性。(威廉莎士比亚、涡轮增压、涡轮增压、涡轮增压、涡轮增压、涡轮增压、涡轮增压)这也是涡轮发动机改造潜力更大的原因。——通常只需更改增压值(可以通过计算机调整)即可获得不同的动力输出。
上述基本原理带来了两者截然不同的实际体验。
涡轮增压发动机的体验是独一无二的。十年前涡轮发动机最大的特点是强度不均匀,发力时强横,发力时弱,从低速到高速非常非线性。其特性被称为“涡轮延迟”,曾经是历代涡轮汽车不可动摇的标签。
新一代涡轮增压发动机随着电子控制技术的发展,结合优化的涡轮工艺和进气设计(轻型涡轮、双涡涡轮等),几乎完全解决了困扰涡轮发动机多年的“涡轮延迟”问题。今天,新一代涡轮发动机可以以极低的速度输出大扭矩,最高扭矩往往达到1500转,而扭矩输出曲线可以非常平坦,最高扭矩区间持续2、3千转的新发动机很多。
扭矩强、发力区间大的涡轮发动机的实际体验如下。开始后很快就来劲了,发力了,力量持续了很长时间。(威廉莎士比亚,《哈姆雷特》,《力量名言》)如果你在开车时踩油门,动力“跟着来”加速就很凉爽了。
虽然速度快、凉爽,但涡轮发动机的这种特性在自然吸气面前也有天然的差异。因为涡轮的动力倾向于“蜂拥而出”,油门踩上去的话,力确实又快又猛,但是油门的深度控制动力输出不是很准确。归根结底,这是因为涡轮的进气受到了压力,所以微调这种压力不是那么容易的事。
反观优秀的自然吸气发动机,可以获得比涡轮发动机更线性的输出特性,司机可以通过加速器的深度更精细地控制发力的变化。(什么是“线性”?可以关注我的公众号(yypcar)。我的旧句:[YYP A No.5]名词解释了被滥用的“往后推”和“线性”。)自然呼吸的弱点是扭矩输出间隔不大于涡轮发动机。这很容易体验涡轮发动机的优越性能(大多数情况下加速器下降就能感受到),要体验自然吸气发动机的最佳性能,对驾驶技术有要求,这就产生了现实的差异。(莎士比亚、涡轮、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机)。
涡轮发动机扭矩输出区间大,日常加速更容易,但单说踩油门的瞬间发动机发力反应的速度,现阶段涡轮增压不如自然呼吸。但是大多数平民车本身动力不大,涡轮的扭矩爆炸比自然吸气更明显,所以普通消费者很容易感觉到涡轮发动机有力量,自然吸气发动机立即动力反应更及时,但响应后扭矩变化不大,没有涡轮那么“感觉”。
自然吸入这种“快速准确”的优点直到动力水平高才会显现出来。例如,4.0L以上、V型8缸以上的大排量自然进气发动机,那边也有,有生气的魅力是涡轮发动机无法比拟的。(大卫亚设)。
但是,真正上升到大动力水平的时候,涡轮的另一大优势——具有榨取终极魔力的能力,足以覆盖自然呼吸的光线。因为“挤压”是涡轮的先天原理,为了挤出大马力,涡轮可能比自然吸气极端得多。因此,很多性能导向型汽车选择了涡轮。因为动力优势会给性能数据留下好印象,比看不见的“线性控制”更能打动买家。
可能说得有点深,我们把它拔出来换成简单的话吧。自然吸气比“自然”好,涡轮增压比“强大”和“持久”好。例如,自然吸气就像你正常说话的时候突然大喊大叫一样。涡轮增压器发力好像是你先屏住呼吸。
气再吼。这两者之间的力度、深度、刺激程度,自然是各有千秋的。顺着这个比方还可以引出另一个重大差别——因为“吼”的方法不同,两者出来的“声线”也有很大差异。我曾经打过一个比方解释为什么涡轮增压超跑的声音普遍变难听了——涡轮增压之于发动机,就好比给一个人鼻孔插上供氧管,他力气是更足了,但唱歌说话的声音还能好听么?这例子纵然不严谨,但确实能帮我们理解为什么涡轮发动机真的很难拥有自然吸气那种迷人的声线。我相信这是天然原因所致,即便涡轮发动机再发展几十年,都不可能追上自然吸气的“歌喉”——除非自然吸气绝种投降。且行且验证。
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