由于汽车的持续开发、大众化以及许多环保政策的制约,市面上销售的车型的排量越来越低,十多年前,市面上的涡轮增压发动机以1.6T为主。因为强大的适应性,黄金量(功率覆盖200-350P左右,低扭力强,能适应不同等级的车型。
宝马的1.5T发动机可提供140马力,大众的1.4T可提供150马力(接近排气量),福特的1.5T可提供174马力,本田的1.5T可提供约194马力等。
更荒谬的是,F1赛车使用的1.6T动力单元,即使再多0.1L位移和两个气缸,也能提供约700多只电力。(威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视),)涡轮增压发动机的动力与哪些因素有关?为什么等量的涡轮增压发动机会发出不同的功率?实际上,涡轮增压发动机能释放多少功率,取决于其用途(设计预期)和增压系统能提供的最大压力值,压力值越大,每循环燃烧的混合气体越多,自然能释放出更大的功率!
内燃机为什么要增压?
对内燃机施加增压的主要原因是,在不增加排气量的情况下,每个循环可以燃烧更多的燃料,释放更多的电力。这样会限制发动机的体积和重量。这就是同样的战斗力。这就是涡轮增压比自然吸气更省油的原因。例如2.0T比3.0L、2.0T更容易产生低燃料消耗。2.0T并不总是保持增压状态,所以不是增压状态,2.0T约=2.0L自吸状态!
内燃机的百年发展总是不断压缩位移、小型化、速度抑制和上升动力。这就是内燃机的进化方向。所以,自然吸气发动机对上升动力的挤压达到极限后,附着杆的只是涡轮增压。GTR R35刚上市的时候,为什么等于毁掉了无数超级品牌?2007年,法拉利和保时捷都在自吸,所以GTR一上台就以488P马力、接近600nm的扭矩直接进行了降压。不说水分有多大,之后法拉利乖乖玩了3.9T涡轮增压发动机!
内燃机如何提高功率和扭矩?
实际上,内燃机的动力、扭矩实际上提高了这个公式动力=扭矩*转速/9550的把戏或每循环输出扭矩!如何提高?提高每个循环的输出扭矩很简单。每循环燃烧更多的燃料就可以了。可以扩大气缸,提高位移,或者在不改变气缸物理容积条的情况下进行增压。
件下提高每循环的进气量;哪种方式好?当然是增压好,因为2.0T可以获得3.0L自吸的动力,还有很实惠的价格,迷恋大排自吸没错、但也得考虑自己的腰包,只迷恋是没用的!
另外的方式就是牺牲扭矩、拉高转速,很多小排量、高转速自吸就是采用这种理念,每循环可燃烧的混合气不多、做的功不多、输出扭矩也很低,但凭借超高的转速、超密集的做功次数,同样可拉出很漂亮的功率;就像描述腿短、但紧捣腾也不慢,腿长的迈步频率低也不一定就快;不过随着环保规则越来越严格,小排量高转策略逐渐玩不转了,所以增压就变成了主流!
1.5T发动机到底能压榨多少功率?
写到这各位应该明白,想让发动机每循环烧更多的燃料、释放更多的动能从而在单位时间内提供更高的功率,关键点就是在每循环烧更多的油,拿1.5L发动机为例、单个气缸容积只有0.375L,受制于空燃比、喷更多的燃料是没有意义的,因为空气不够、多余的燃料烧不了(或烧不完),那么只有给缸内送入更多的空气才可以实现烧更多油的预期目标!
但自然吸气就像咱们用嘴往可乐瓶里吹气一般,0.5L的可乐瓶怎么吹气、里面的空气体积也打不过0.5L,而涡轮增压呢?涡轮增压就是往容器内(气缸)送入压缩空气,因为气体能压缩、对吧?这样一来就能给有限的气缸物理容积内、送入更大体积的空气,比如给单个0.375L容积的气缸、送入1.5L的压缩空气,那么可以烧掉的油气量就会更大,做的功自然就更多!
而增压发动机可压榨的最大功率、取决于送入气缸内的空气量的大小,也可以理解成增压器惯量的大小!从理论上看、只要发动机缸体强度足够,那么可送入压缩空气量等于无限大、那么每循环可燃烧掉的燃油量也是无限大,那么增压机可输出功率的极限是不封顶的,这也是为何有些2.0T机器能压榨出5、6百匹马力,甚至千匹马力的原因;当然这仅仅是理论构想,实际上缸体强度是有限的、每循环缸内压力越大,实际上就是对缸体的一种摧残,必然会导致寿命降低!
当然原厂高功率增压机可以保证寿命、比如奔驰的M133等机器,但这依靠的完全是钞能力、没啥是钞票解决不了的;所以我们虽然能听到某某车企的营销语、如某某1.5T、2.0T是地表最强,实际上哪有什么地表最强增压机呢?无非就是对增压系统最大压力值得取舍罢了;同样是1.5T,190匹与170匹之间的差异其实并不大,因为对于涡轮增压而言提供功率本来就不难,说句难听的话刷个罐头程序还能拉高至少3、40匹马力!
所以对于1.5T增压机而言、没必要针对几十匹马力差异去计较,无非就是厂家的预期、定位罢了;就像1.5T用在B级车上,至少功率要在170-190匹这个范围上;拿本田的1.5T发动机为例,增压值在16.5PSI=约1.14Bar时可以提供约177匹马力,而把这个参数调整到了18.5Psi=约12.8Bar后,1.5T机器可以输出约193匹马力,也就是目前本田在售1.5T机型中的最高功率!
但这就是1.5T极限了么?显然不是,实际上在内燃机发展历程中,诞生过无数个功率惊人的1.5T发动机,比如本田RA168E双涡轮增压1.5T发动机,峰值压力大到2.5Bar、可在释放约640匹马力,后来迈凯轮把这款机器打到4Bar,在12000转时能输出约960匹马力;而它的上代RA167E依然是1.5T、功率却达到了令人恐怖的1050匹,几乎统治了那个时期的F1,所以国际汽联修改规则、限制增压值最大不得超过2.5Bar!
所以这就是为何现在依然有很多车友会津津乐道地谈论本田的那些往事、以及对本田发动机的喜爱;实际上1050匹也绝对不是1.5T的极限,如果不是Fia限定增压系统2.5Bar的最大压力,谁知道本田、雷诺这些F1劲旅在未来会不会搞出功率更离谱的1.5T来、答案其实时肯定的,不然Fia也不会该规则了;总而言之我们看到很多同排量的增压机、却有着不同的功率表现,除了设计预期差异外(比如针对不同用途调整压缩比,杠径、冲程比等等),更多是因为增压系统所能提供的最大压力不同!
至于1.5T相当于多大排量的自吸?可以这么来解释,根据实际功率来划定范围,比如宝马的1.5T、140匹马力,这个功率范围一般会在1.6L-2.0L自吸之间,而像本田、福特这种偏高功率的1.5T、则相当于2.5L自吸,毕竟市场上现存的2.5L自吸发动机功率普遍在190-210匹之间,虽然1.5T功率可能存在差距、但强悍的低转速下扭矩表现,不仅弥补了峰值功率小小的劣势,还使得起步、提速时因为更充足的扭矩使得功率输出靠前,获得了更出色的起步、提速性能!
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