为什么涡轮增压不省油?
▍为什么涡轮增压不省油?
所谓的(增压)全称是废气涡轮增压器利用燃烧产生的废气吹动风机将空气压缩提高进气压力在同时间内进气量增大能够在相同的时间里多噴油燃烧的更充分从而能在相同的排量发挥出更大的功率这个从1.5L1.5T的最大输出功率一目了然了
▍为什么涡轮增压不省油?
涡轮增压是否省油、只能相对来说,如果从绝对的角度比较,那么就是毫无意义的做法;比如说2.0T油耗比2.0L高、这么比较有意义?而2.0T油耗又比3.7L低,那么我们是不是可以说涡轮增压油耗低?这么比较似乎也并不公平,所以绝对的角度比较除的结果很难令大多数朋友认可,所以角度很重要!
首先要谈一点、涡轮增压发动机普及的意义是什么?实际上就是为了去实现内燃机的小排量化、低转速化、轻量化,从直观上看、民用涡轮增压这么多年来迫使发动机的排量不断去降低,这就是涡轮增压的作用之一、取代大排量的存在!所以我们如果拿2.0T去和2.0L自吸去比较,自然2.0T油耗更高、因为比较方式就完全不同!
2.0T涡轮增压应对比自吸3.0L、甚至3.5L;
1.4T、1.5T、1.6T则对应自吸2.4L、3.0L之间的排量,部分高增压机1.6T性能甚至接近了一些3.0L自吸机器;
1.0T、1.2T应该与2.4L以下自吸做比较;只有上述的这几种比法才更显合理,涡轮增压就是用小排量取代大排量,保证性能的同时、还能获得更低油耗,这是核心价值;若拿同排量的涡轮增压、对比自然吸气,得出涡轮增压更费油的结论是毫无意义的,那完全是一种很无聊的思维逻辑!
涡轮增压的两态
涡轮增压发动机具备两态,其一进气歧管负压状态、其二进气歧管的正压状态,而小排量增压之所以省油、则完全依赖进气歧管的负压状态(负压、相当于未起压)!
进气歧管的负压状态:判断涡轮增压系统是否工作,重点在于进气歧管压力是否为正?进气歧管压力为负压,即便涡轮在转、我们也可以理解成增压系统没有工作(体系),而自然吸气发动机的进气歧管压力永远为负压,所以当涡轮增压发动机进气歧管为负压时,我们可以将它视作自然吸气发动机;比如2.0T机器在歧管负压时、等同于2.0L自然吸气!
进气歧管的正压状态:当进气歧管压力为正压时、此时预示着增压系统开始运转,那么2.0T的机器相当于的自吸排量就大于了2.0L,到达峰值时可能相当于3.0L、甚至3.5L自吸,当然这也是相对的、只是从民用车角度来看,具体还需要看什么样的涡轮、多大开口压力,真打上4、5BaR的压力,2.0T都能相当于5.0L的自吸发动机了!由此可见增压机的歧管负压、正压完全是两种状态,所以是否省油、也得看两种状态哪个用得多!
长时间保持负压、2.0T=2.0L自吸、自然省油
长时间保持正压、2.0T=3.0L、3.5L、甚至能达到4.0L自吸,自然费油
涡轮增压车怎么开更省油?
上文已经提到了涡轮增压发动机的两种不同的状态、正压或负压,涡轮系统起正压时、每循环的进气量大幅度增加,系统自然会喷射更多的燃油、这样自然不会省油;还拿2.0T的民用涡轮增压机作为参照,2.0T机器、全负荷进行运转时涡轮系统功率达到峰值,此时的2.0T完全就是个3.0L、3.5L之间的自然吸气,此时若拿该2.0T与2.5L自吸对比油耗,怎么可能省油呢(若比、就是思维逻辑不正常)!
而如果该2.0T长时间保持负压呢?如果2.0T机器长时间保持歧管负压,那么它就是2.0L自吸发动机,2.0L自吸、是不是比2.5L自吸发动机的油耗低?所以歧管压力为负压状态的2.0T发动机、其油耗就比2.5L自吸省油,但绝对不可能比2.0L自吸的油耗更低,从理论上或许能跑出与2.0L自吸相差不多的油耗(台架);写到这各位朋友该明白,涡轮增压发动机什么时候费油、什么时候省油了吧?
所以涡轮增压发动机想省油、多匀速工况,比如高速公路、跑市区拥堵路况难省油!比如某2.0T轿车、以110Km时速跑高速公路(进行匀速巡航),所需功率在35千瓦左右,因为匀速行驶对动力依赖极低,所以此时涡轮增压系统虽然在运转、但是歧管压力为负压,此时的涡轮增压系统更像是一个随动装置(又改装歧管压力表的一看便知),如此这台2.0T轿车就是一台2.0L自吸,它的油耗自然比2.5L低!若该2.0T车子在市区行驶,拥堵的路况导致频繁的走走停停,那么每一次起步加速、都是一次增压系统起正压的过程,也就是说这台2.0T车在市内运行长时间都类似于一台3.0L的自吸发动机,油耗当然比2.5L自吸高了!
涡轮增压省油的说法是怎么来的?
写到这相信各位读者应该明白涡轮增压什么时候省油、什么时候费油了吧?而早些年一致认为涡轮增压省油的结论是如何产生的、是否具备科学性?比如前些年很多4s店力推2.0T车型以动力远超2.5L、油耗低于2.5L来作为当时的卖点,购买的朋友不少、但经过使用才发现这2.0T的油耗高于2.5L,为什么?上一段已经写明原因了,因为跑的市区路况太多!那么为什么会产生涡轮增压更省油的说法呢,实际上还是因为巡航测试的标准、导致涡轮增压更省油的说法产生!
咱们的汽车产业链起步晚、对于汽车的相关标准往往也是借鉴他国,比如续航标准、我们就借鉴了欧洲,引入了nedc续航测试、而在这个标准下涡轮增压车的确更省油;只不过出现的问题在于咱们国内路况与欧洲路况有很大程度的不同,nedc在欧洲准确、而在咱们这仅仅有参考意义;欧洲的路况远比咱们国内要理想很多,人口大部分居住在乡村、每天开车跑高速去城市内工作,所以大部分时候车子处于一个匀速行驶状态、而nedc测试标准恰恰就是结合欧洲路况制定的!
所以nedc续航测试中、大部分是匀速路况,所以涡轮增压车子、在这种测试标准下,很容易跑出理想油耗,比如2.0T跑匀速、也能跑出接近2.0L自吸的油耗,动力却比2.5L自吸强、所以涡轮增压很快就流行起来!所以欧洲的涡轮增压车最多、因为那里的路况理想,燃油经济性表现也确实很好;所以涡轮增压发动机在这nedc标准下、的确省油,可咱们的路况环境并不适合nedc标准、却沿用了nedc,所以涡轮增压车自然获得超理想的测试油耗、而实际使用中油耗却没有宣传的那么低!
上述就是关于涡轮增压是否省油的解析,关键在于比较方式、角度、用车环境等等,这些因素都会影响到比较结果;比如无视角度,2.0T比较2.0L自吸,肯定是2.0T油耗更高,可这样比是毫无意义的,因为2.0T的出现就是用于取代3.0L机器的、所以比也得和3.0L自吸的油耗进行比较才对!其次还要看路况,天天跑高速的2.0T车子肯定比2.5L、3.0L自吸的车子油耗低,若在市内行驶那么油耗高于2.5L、与3.0L油耗接近,所以有的时候思考角度、路况环境很重要;说小排量增压更省油,那么比较对象就是排量更大的自然吸气,这么一比较、涡轮增压就省油了!
▍为什么涡轮增压不省油?
什么是涡轮增压?自然吸气?
涡轮增压,是一种利用内燃机(Internal Combustion Engine)排气量驱动废气涡轮增压器实现内燃机增压的方法。
通俗易懂一点,就是用汽车排出来的废气,带动了个鼓风机,而这个鼓风机可以让发动机进入更多的空气。
那自然吸气大家听名字类比就懂了,就是在不通过任何增压器的情况下,大气压将空气压入燃烧室的一种形式。自然吸气发动机在动力输出上的平顺性与响应的直接性上,要远优于增压发动机。
涡轮增压车真的省油吗?
这个问题在于,你到底从哪个角度看这个问题,或者说看你跟谁比,不同的角度结论是不一样的。记得原来上学时做实验,老师总说要用控制变量法,即就是每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,这个也其实是相类似的道理。
同排量对比,涡轮增压比自然吸气耗油
同排量对比,一台1.8T带涡轮的发动机,其油耗肯定高过1.8L自然吸气发动机。
因为我们上面说过了涡轮增压的原理,它就相当于加了一个用废气推动的鼓风机让它带动更多的空气进入发动机。
那进入的空气多了,当然配合喷进去的油也增多了,这就好像你给娃冲奶粉,那奶粉多了自然要配合的水也就相应增多了,要达到一个合适的混合比的。
相同动力下,1.5T比2.0L更省油
1.5T所带来的动力却相当于2.0L自然吸气,如果相同动力下,1.5T和2.0L相比,那1.5T涡轮增压更省油,这个就不用多说,大家都想得明白。
同样的动力输出的时候,涡轮车比自然吸气大概能省掉8%左右的燃油。
那涡轮增压到底什么时候省油呢?
想要更快的加速度,涡轮增压是省油的
如果你想要更好的动力,同样都是1.5排量的发动机,如果你想达到2.0的加速感觉,那涡轮增压车肯定能更快、更省油的达到那个效果。
走走停停不需要额外加速度,自然吸气省油
而如果你需要1.8自然吸气那么点动力,并不需要额外的很好的加速度时,如在市区里面走走停停,这时候还是1.8自然吸气的更省油。
在城市开车,总是走走停停,一会加速一会刹车的。一般涡轮都会有一个介入时机,在低速状态下,涡轮虽然也工作,但是喷油量跟自吸发动机很接近,但是一旦达到介入时机,喷油量会快速上升,动力迅速提升,结果这时你就一脚刹车,要减速下来。
即就是涡轮开始介入工作,喷油量迅速上升,这时你把速度压了下来,这油耗就是这样升高的。
是否省油,取决于你的预期加速度
其实上面我说的这些涡轮增压到底省油不省油的问题,其实归根到底是取决于我们的目标速度,或者叫做预期加速度。
举个例子说明一下,假如你买的车是个1.4T的发动机,而你的预期是希望它能够像2.0自然吸气的这个发动机一样的,加速有力,开起来舒服,那这个和和2.0L相比起来,也许只消耗了1.5升的油就够了,那不就是相当于省油了么。
▍为什么涡轮增压不省油?
涡轮增压发动机和同排量的自然吸气发动机相比肯定不省油,和相同功率的自然吸气发动机相比,正常行驶状态下油耗有优势,但是在大负荷输出时油耗就不占优势了。
下面我们就简单聊聊这几个观点。
1、涡轮增压发动机和同排量自然吸气发动机
比如同样是1.6排量的发动机,自然吸气发动机靠活塞吸气,进气量有限。而增压发动机是靠增压器往气缸里压气,进气量更大,进气多了自然要多喷油,油耗就高了。
而且就算增压器不工作,由于增压发动机为了控制爆震压缩比会偏小,热效率更低,而且增压器阻碍排气,进气管道又有中冷器,因此油耗依然不占优势。
2、增压发动机和相同功率的自吸发动机
如果是日常驾驶状态的话增压发动机油耗更占优势。因为涡轮增压发动机可以在低转速区间输出更大的扭矩,在行驶中可以更多地以高挡位低转速状态行驶,对于日常用车来说绝大部分情况下这都是最省油的状态。同时增压发动机以更小的排量实现更大的功率,散热损失、摩擦损失更小,因此在正常工况下油耗更有优势。
而自吸发动机低转速扭矩不如涡轮增压发动机大,所以行驶中行驶阻力波动太大的话就需要降低挡位拉高转速。而且自吸发动机气缸容积更大,热损失和摩擦损失更多,经济性相对差。
如果两台发动机都在大功率输出状态下运行的话那么涡轮增压发动机的油耗就会更高。因为大功率输出状态下气缸内燃烧剧烈,温度高,涡轮增压发动机为了控制爆震需要喷更多的汽油,利用汽油在气缸里气化来降低缸内温度,防止爆震。
而自吸发动机此时节气门开度大,泵气损失减少,相对处于高效率区间。因此油耗反而更低。
▍为什么涡轮增压不省油?
吃多少饭干多少活,或者干多少活吃多少饭。能并不会白白的来,也不会凭空消失。同排量的发动机涡轮增压发动机功率更大,因此需要消耗掉更多的燃油。同功率的自吸与涡轮增压发动机行对比,涡轮增压发动机因为占据了小排量的优势油耗自然会低一些。
这就像不同排量的发动机之间油耗也不同一样。大家都知道大排量发动机油耗必然会高一些,对比之下小排量发动机油耗会低一些。大排量发动机功率高,动力足,开起来也更爽。因此有些驾驶员沉醉在推背感之中,深踩油门的几率更多一些,这样又加重了油耗。小排量发动机动力相对弱一些,驾驶员也就懒得踩油门因此油耗相对低一些。当然小排量发动机油耗低并不是因为驾驶员驾驶习惯造成的,而是较低的功率造成的,高功率需要消耗更多的燃油,小功率发动机无法消耗更多限额燃油、因此油耗也会相对低一些。
明白了这些以后,就理解了涡轮增压发动机不省油的原因。不省油是因为涡轮增压发动机输出功率更大,同样的2.0发动机,涡轮增压2.0发动机最大功率为162kw,最大扭矩350Nm。而2.0L自吸发动机最大功率只有126kw,最大扭矩209Nm。220匹的发动机动力要比170匹的发动机高出50马力,扭矩增加140Nm,动力表现自然强很多。动力增加那么多,油耗能不增加吗?
涡轮发动机是怎么提升动力的?很简单通过压缩空气体积,提高进气歧管压力做到的。
涡轮增压器相当于一个气泵,叶片在高速旋转的情况下空气被叶轮压到燃烧室内。空气被压缩以后体积密度增加,同样的容积可以容纳更多的空气。进气量增加后,混合气浓度就会降低,空燃比也会降低。这时候ECU可以加大喷油脉宽,延长喷油时间,使空燃比保持在14.7:1之间。喷油时间延长后燃烧室内混合气浓度也就足够高了,爆发的时候才能释放出更多的能量。可以看出来同排量发动机涡轮增压器发动机机油耗高,是因为其功率更大原因导致的。
涡轮增压发动机为了降低爆震而降低了压缩比,同时还要调整点火时间。这样一来会导致发动机效率降低,燃烧效率降低油耗自然也会增加。
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