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搞半天終於明白!Turbo費油的真正原因

渦輪增壓和自然吸氣發動機哪個省油?這個問題要問汽車廠商,那肯定是王婆賣瓜自賣自誇,誰都會說自家的發動機動力強油耗低,動力強也許可以從發動機參數上略知一二,但是油耗低到底有什麽標準呢?

這時候就會有廠商擺出NEDC循環(工信部油耗)數據,如果大家看過教授上期寫過的文章(插入超鏈接:工信部說5L/100km的車,為啥你踩斷腿都開不出來?),就知道油耗測試是什麽回事了。簡而言之,油耗測試得出的數據很難客觀形容發動機到底省不省油,因為這裡面牽扯到一輛車很多部件。

話說回來,油耗數據靠不住廠商又沒有公布相應的資訊,那普通消費者怎麽知道油耗誰高誰低呢?沒有權威機構給出的測試數據,要論自吸和增壓誰省油,就算爭到面紅耳赤也不會分出勝負!

所以這個話題就結束了嗎?當然不是,既然國內找不到數據,那我們可以另辟蹊徑去國外找,恰巧的是美國環境保護署(EPA)在今年公布了一個非常有意思的報告,這份報告是討論自吸和渦輪發動機提高效率的技術方案,但是EPA又分別對自吸和渦輪發動機做了油耗測試,這份難得的報告統計了一項非常重要的數據,那就是熱效率!

熱效率簡單說就是發動機產生動力需要消耗多少燃油,同樣動力消耗的燃油越少,那麽發動機熱效率就越高,熱效率高一定程度上可以反映發動機的燃油經濟性。

自吸和增壓究竟誰省油

EPA給出歷代車型自然吸氣發動機的熱效率數據,需要注意的是,測試數據實際上是用來展示自吸發動機熱效率發展趨勢,圖片中綠色部分代表發動機經濟工況範圍,意思就是這個轉速和扭矩輸出下,發動機最省油。

2016年豐田 2.5L自然吸氣發動機(原型機)熱效率已經達到了39%,正式量產的發動機熱效率為40%,而對動力要求稍微低一些的混動版車型發動機熱效率高達41%。

渦輪增壓引擎熱效率相對同年的自吸要低一些,只有本田的1.5T和馬自達2.5T可以做到37%。這裡肯定會有人質疑,參與測試的是不是性能最好渦輪增壓發動機?首先對比的發動機都是同年代的,其次它們都是各自領域最具代表性的產品。

本田L15B量產後熱效率達到38%,這種水準已經是目前同排量之最,但是目前熱效率最高的量產渦輪增壓應該是日產的VC-Turbo,據研發工程師透露熱效率在38-39%之間。這裡第一結論是,同年代的自然吸氣發動機的確效率高一些。但是需要更正一個地方,最佳熱效率其實在發動機一個很狹小的工況內,所以單純比最高熱效率沒太多意義。

這裡又可以衍生到另一個數據發動機經濟工況範圍,圖中的綠色區域越大,說明這個發動機省油的工況越多,從數據看,目前自然吸氣發動機還是佔優勢,也就是說最優秀的自吸發動機,不論是熱效率還是經濟工況範圍都優於最優秀的增壓發動機。

要想讓發動機維持在經濟工況運轉還需要變速箱來優化,這也是為什麽凱美瑞棄用了6AT反而要採用成本更高的8AT變速箱的原因。

渦輪增壓為何費油

前面的結論肯定會讓不少人感到費解,為什麽渦輪增壓要費油?這個問題詳細解釋,估計大家也看不下去而且也不容易理解。那麽就簡單說一下渦輪費油的一些地方,比如渦輪增壓發動機進氣溫度會特別高,因此渦輪增壓發動機都有中冷器,但是中冷器總不會把進氣降低到外界空氣一樣的溫度,實際上進入氣缸的空氣溫度還是比較高,溫度一高就需要噴更多汽油降溫,這就是渦輪費油的原因之一。

雖然說渦輪增壓要比自然吸氣發動機能耗高一點,但增壓對動力上的提升立竿見影,不能因為效率上的一點劣勢而忽略了增壓技術在動力上的優勢。渦輪增壓想要滿足排放並且降低油耗,那麽就不得不減少氣缸數量降低排量,而自然吸氣發動機則不同,只要提高熱效率那麽就不必降低排量,排量稅從一定程度上推動了渦輪增壓引擎的發展。

總結

渦輪增壓和自然吸氣發動機從綜合性能看,很難區分誰好誰壞。至於省油,如今新推出的小排量渦輪增壓引擎油耗絕對比以前的大排量自吸低,但是兩者動力卻差不多,隨著新技術運用渦輪增壓效率也會不斷提升,所以不能用固有觀念看待自吸和渦輪增壓技術。

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