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小排量渦輪增壓發動機真如廠家宣傳的那麽好嗎?

隨著渦輪增壓技術的日漸成熟和國內環保法規的更加嚴苛,越來越多的車企開始主推小排量渦輪增壓發動機,例如大眾經典的1.4T EA211,上汽通用的1.3T LI6直列三缸發動機。但是小排量發動機真的如廠家宣傳的那麽好嗎?

並不是!

1.廠家跟我說他們的小排量渦輪增壓發動機省油?

渦輪增壓是一種利用內燃機運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術。在渦輪技術的加持下小排量發動機在工信部的油耗測試中確實是比同水準的自然吸氣要省一部分油,但是這只是在工信部的油耗測試中。

在工信部的油耗測試,工信部的油耗測試並不是真正的在路上去跑及測試,而是把車放在測試平台上進行的,測試車輛在試驗台上分別進行怠速、勻速、40KM/H至80KM/H加速、80KM/H至20KM/H減速等工況,這一套測試做完後再回到怠速,每個測試走10分鐘至20分鐘,將測試的油耗數據綜合後便是測試車輛的最終百公里油耗值。這個測試程序的名稱叫做“NEDC循環工況測試”,是為了應對歐洲歐2及歐3時期排放標準而產生的。但是好在工信部已經制定並開始實施新的油耗國標,在測試中加入WLTC測試標準。

圖1:工信部油耗

了解完工信部現階段的油耗測試標準,我們再來回顧一下內燃汽油機的定義。“一種通過使燃料在機器內部燃燒,並將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機”被稱為“內燃機”。發動機工作過程中的四個衝程分別是“進氣”、“壓縮”、“做功”和“排氣”,最重要的一個衝程是“做功”衝程,簡單點說就是把已經壓縮的空氣和汽油混合氣點燃,這是內燃機產生動力的一步。這一步要是調不好容易產生很多現象例如“爆震”現象。

圖2:爆震現象

“爆震”現象簡而言之就是發動機內部溫度非常高導致活塞還沒到達上止點時缸內的汽油被提前點燃,這種現象容易在汽油發動機高工況的情況下出現。渦輪增壓車型由於吸入的是壓縮空氣致使吸入空氣溫度高所以更容易產生爆震現象。爆震現象的出現一般發動機會噴比平常燃燒更多的汽油,這一部分汽油不是用作燃燒,而是用作降溫。但是這也就會導致發動機的“空燃比”由14.7:1下降12:1/11:1甚至是10:1,發動機的效率肯定會相應降低但是從噴油器噴出的汽油卻不僅沒少反而增多了。所以說小排量發動機也不是像宣傳的那麽省油,而且隨著更多的年輕人購入了自己的車輛,那個年輕人還沒有一顆“運動”心呢?

圖3:高爾夫GTI

2. 小排量渦輪增壓發動機真的一直動力強勁?

其實不是。

現在很多廠家都在說自己家發動機的最大扭矩從不到2000轉就開始介入一直到幾千幾千轉。但是一千多轉開始的那個扭矩並不是最大扭矩,而是扭矩輸出裡面一個相對較大的值,這也與渦輪增壓發動機的這個“利用內燃機廢氣驅動空氣壓縮機”特性有關。

圖4:EA888 1.8T特徵曲線

渦輪增壓發動機還有一個典型的現象叫作“渦輪遲滯”,渦輪遲滯是指當油門全開後渦輪的增壓壓力一直升高到最大值所需要的時間。這個很好理解,渦輪增壓發動機是排氣端的廢氣渦輪帶動進氣端渦輪。簡單理解一個風扇帶著同軸的另外一個風扇。現在的汽車廠家很多在用低慣性渦輪,這種渦輪確實介入很早,但是高轉速無力也是小渦輪的特徵之一。渦輪再小,到達最大增壓值也還是會有一段時間。

圖5:渦輪增壓結構特點

例如別克的那台LI6直列三缸汽油發動機,我們先來看一下數據:LI6最大功率120KW,最大馬力163馬力,扭矩為230牛米。

我在別克上班的那段時間,有機會在一次外拓活動中開到了別克GL6這款車,我平常開的車是一台2.4+5AT的雅閣。初試GL6那台車給我的感覺就是渦輪遲滯非常明顯,尤其是在起步的時候,小排量發動機低扭差加上渦輪增壓的遲滯帶給你的感覺就是一開始沒反應,然後“呼”的一下車衝了出去,油門深度越深這種現象越明顯。同事反應他的那台1.6T的君威也有這種現象,起步動力不跟腳。第二個表現就是在D擋深油超車的時候,他的表現是這樣的:深油-發動機降檔-動力猶豫一會兒-車“呼”一下出去。我的分析是這台1.3T發動機馬力調的比較高,渦輪壓力打得比較大,這樣渦輪壓了到達最大值的時間也會更長,所以渦輪遲滯現象很明顯。

圖6:別克LI6發動機

這種表現還表現在大馬力改裝車上,例如千匹神機VR38DETT、2JZ等等。車主們為了讓車的渦輪能夠堅持到發動機更高的轉速於是換了更大號的渦輪,這麽改五六百匹不難到達,打得Bar數比較大,渦輪也能持續到發動機比較高的轉速,但是發動機低轉速下渦輪的活性也會很低。

說了這麽長時間小排量渦輪增壓的遲滯,那大排量渦輪增壓就沒有遲滯嗎?不是的,渦輪增壓發動機受限於渦輪增壓的特性延遲肯定是有的,只不過V6或V8的排量上去了,低扭不足現象不容易察覺罷了。

圖7:奔馳M177 4.0T V8

3.渦輪增壓經常壞?

現在的渦輪增壓技術已經比較成熟了,是不像原來一樣那麽容易壞的。一般在車輛的說明書或者在發動機艙會有提示。記得老一輩評論渦輪增壓是這麽評論的:“渦輪增壓的車熄火前得怠速一段時間然後再熄火,而且時間長了還會壞。”現在的渦輪增壓技術在渦輪增壓上會有一套中冷器對渦輪增壓進行散熱,所以現在的渦輪增壓已經不像原來一樣脆弱。

圖8:渦輪增壓器怠速熄火提示

4.我是大眾/奧迪車主,我車發動機燒機油慌得一批!

相信還有一個問題困擾著很多渦輪增壓車主,那就是燒機油。這種現象時普遍存在的,尤其是大眾奧迪車主們很苦惱,厲害了就平均一千兩千公里燒一升機油。其實燒機油現象時內燃機普遍存在的問題,這也是受限於內燃機的機構特點。說白了,內燃機多多少少都會有燒機油的現象,只不過渦輪增壓的缸內壓力會更大所以機油的消耗量相對於自然吸氣會更大一點。

圖9:汽車發動機潤滑系

機油消耗量過大也不單單是氣門油封質量衰減的問題,國內燃油品質與國際標準不同步、積碳沉積在活塞的凹槽內導致活塞環粘在一起、積碳加劇活塞與氣缸壁之間的磨損造成間隙過大、前後曲軸油封老化導致滲油漏油、渦輪增壓器和進氣管之間的油封密封損傷、機油中存在高比例的燃油、空氣濾清器堵塞、機油濾清器堵塞、廢氣閥堵塞或損壞、機油添注過量、節氣門髒汙和活塞環錯裝或對口同樣也會引起機油消耗量過大。

我同學有台06年的老A8,那台車他剛接手的時候2000公里基本就從上線燒到下線報警,起初他一直以為是燒機油,結果仔細一看才發現是前後曲軸油封老化導致前後曲軸油封滲油。

圖10:發動機滲油

這裡再順便科普一下:涼車後排氣管會有比較濃的藍色煙霧排出、車輛急加速排氣管冒出大量藍煙、磨合期後機油消耗量大於1000KM/0.3L都是機油消耗量過大。

圖11:發動機燒機油

5.同事的GL6加92#油,我的1.4T高爾夫怎麽讓我加95#?

這個理解起來很簡單,高爾夫的EA211是直噴,說白了就是直接讓汽油噴到氣缸裡。傳統的多點噴射是將汽油先噴射到進氣歧管裡,然後再將汽油和空氣一起吸入到氣缸裡。直噴的效率要比多點噴射高,但是為了不堵塞噴油嘴,汽油標號也要高。當然,也有一部分車是混合噴射,例如一汽豐田普拉多的那台7GR 3.5L V6就是混合噴射,照顧到了在油品質量不高地區的穩定性。

圖12:歧管噴射(多點噴射)與缸內直噴

順應環境和國家的趨勢,更多的小排量渦輪增壓、輕混動、混動、純電投向市場,大排量自然吸氣真的已經開始和我們說再見。2017年,2.0T的奧迪A8L面向了市場,Q7,途銳,X5,7系、Mustang的四缸渦輪增壓車型也已經上市很長一段時間,要知道這幾款車在幾年前的基礎款發動機也是V6啊。很難想象,再過去幾年大排量自吸可能就真的停留在回憶裡了。

圖13:2.0T寶馬X5 Xdrive28i

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