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怎样降低汽车涡轮增压发动机最大扭矩转速?
发动机,转速,扭矩怎样降低汽车涡轮增压发动机最大扭矩转速?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
问题补充: 想买这个车,最大扭矩转速比其他品牌要高近一千转
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
涡轮增压器如何降低达到最大扭矩的转速?(不建议改装升级)
Trubo-涡轮增压发动机有两个特殊的转速概念,分别为:
介入转速最大转速这里所谓的转速指的是发动机的转速,而最大转速的概念是「能让增压器达到最高转速的发动机转速」;这个概念也许不太好理解,咱们就以一台比较有代表性的增压机为参考吧。下面这台发动机是已经停产的LTG高功率版本,动力储备为191kw/400N·m(3000~4000rpm),参考下图。
最大扭矩出现在3000转,并能持续输出到4000转,这是不是有些过于“迟滞”了呢?毕竟很多发动机都能够在1500-4000rpm区间维持最大扭矩,LTG晚了1500转才达到峰值,好像在日常代步中用不了增压器了吧。
其实并不是这样,这里涉及到“介入转速”的概念;废气涡轮增压器的动力来自内燃机运行中产生的高压尾气,内燃机转速越高排气气流的流速越高且压力越大。增压器中的涡轮转速不可能从零瞬间达到每分钟数万到十余万转,涡轮转速的升高需要一个过程,升高的过程正是尾气压力的升高过程——也就是说初段低转速时的压力并不会不能让涡轮转动,只是转速比较低而已,LTG的涡轮实际在发动机一千转多一点就能被驱动运转,在1000-3000rpm区间内,是涡轮转速的线性提升的过程,下面就要了解涡轮转速的波动会带来哪些变化了。
增压器的涡轮是干什么用的呢?
增压器的本质是「压气机」(空气压缩机),是通过高速旋转的涡轮提高吸入空气的能力,同时提升压缩空气的强度;空气被压缩的程度越大,则压缩后的空气中的氧分子数量就会越多。燃油的燃烧是氧化反应,等量的燃油与低氧浓度空气反应的速度会比较慢、反之则会比较快;反应速度越快则等量燃油转化出的热能越多,也就是动力就会越强。
然而自然吸气技术吸入的空气压力是恒定的,氧浓度是不变化的;而涡轮增压器通过压缩空气可以提高空气氧浓度,所以消耗同样的燃油也能够转化出更强的动力——决定动力强弱的基础是涡轮的转速,涡轮转速在发动机转速越低的时候达到高标准,做功的动力就会越强;那么为什么总还有些发动机会让最大扭矩来得很晚,让动力“刻意变差”呢?原因在于排量与动力基数的关系。
仍然以LTG为例,这台发动机的最大扭矩为400N·m,如果用低惯量的增压器实现1500转就达到最大扭矩会怎样?答案是起步加速瞬间就会有很强的爆发力,因为(扭矩×转速÷9549×1.36=马力),扭矩过大则马力会很强。
这样的设定会让动力反馈非常直接,但也会有些难以驾驭;说白了就是动力太强会不好开,新手司机驾驶很容易出现问题。反之在3000转才达到最大扭矩,此时司机主观的将转速拉高本就是想要获得充沛的动力,那么即使动力很强也不会觉得突兀了,所以这样的设计更像是安全设计或平顺驾驶的设计;在1000-3000转区间,以偏低的涡轮转速实现偏低的压气标准,氧浓度虽然低一些(扭矩没有达到400N·m),但是扭矩基数仍旧远超2.0L,动力仍旧处于高标准的范围内,是不是挺不错的设计呢?
低转速大扭矩适合哪些车呢?
家用代步汽车一般只有小排量发动机的增压器会很“高效”,也就是能在1250-1750转区间让涡轮达到最高转速,并且持续到4000转左右。但这样的设计主要适用于扭矩250-350rpm区间的1.5T-2.0T发动机,也就是动力略差一些的发动机;扭矩小则相同转速马力小,想要在起步阶段有理想的动力感受,正确的做法就是低转速即可达到大扭矩。
其次则是一些主攻高性能的车型也有这样的设计,即便扭矩达到400-800N·m也不例外;但是这样的车会箱单难以驾驭,重点是还会缩短发动机的使用寿命。
有些车辆会通过增加电涡轮增压器或者机械涡轮增压增压器,亦或者将原车低效率的增压器换成低惯量增压器,说白了就是涡轮转动阻力小、发动机低转速产生尾气气流即可使其达到最高转速的增压器来降低达到最大扭矩的发动机转速,这样的升级会严重降低发动机的使用寿命。
因为过大的扭矩会产生更高的压力和温度,如果原车设计是在3000-4000rpm之间达到最大扭矩,通过更换配件降低到1500-4000rpm区间;那么1500-3000转的压力与温度都会超过设定标准,这会造成冷却系统运行压力的提升,发动机温度偏高会降低机油的润滑性能,发动机的磨损必然会加大。高温会加速密封件的老化,其中气门油封的老化速度会很快,烧机油会变得相当严重。
综上所述,涡轮增压器是不宜随意调整的,原车设定在多少转达到最高转速就应该在这个范围内,否则异常的压力与温度必然会造成机体材料的损坏;至于自然吸气发动机改装机械增压器也是不可行的,原因也是扭矩提升之后会造成发动机的严重老化甚至损坏;同时变速器也有可承受最大输入扭矩的限值,升高扭矩则有可能让扭矩超过限值,变速器也会快速的损坏。
所以汽车的动力改装始终都被禁止,发动机的升级是牵一发而动全身,机械不是那么简单的哦。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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回答于 2019-09-11 08:43:50
壹车热评,100%原创,谢绝搬运!
涡轮增压器目前已经是广为人知的发动机附属配件之一,使用最为普遍的就是废气涡轮增压器,它是通过利用发动机排出的废气驱动涡轮叶片转动,在带动空压机正常工作后,为发动机提供更充足的进气量,促使油气混合气体在燃烧室内更加充分的燃烧,从而可以提供比自然吸气发动机高出30-40%的动力输出。
涡轮增压发动机虽然可以提供更好的动力,但它也存在一定的动力迟滞现象,而且由于工作环境会比较恶劣,也会给汽车带来更高的排温和震动,因此这类发动机对材质、油品和机油的要求都比较高,后期的维护保养成本也会相对偏高一些。
我们平时购买的带T汽车,它的发动机输出功率都是汽车厂商事先设定好的,那么我们是否有技术可以降低涡轮增压发动机的最大扭矩转速呢?
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