高下立判 各品牌谁家的涡轮增压引擎最好?

文章来源:中国汽车消费网 发布时间:2017-11-28
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涡轮增压技术从起步至今已经有几十年的时间,虽然受限于空气的可压缩特性,迟滞的问题不可能完全抹除,但各种前卫新技术的加持已经将这种弊端压缩到消费者几乎感觉不到的程度。那么问题来了,各大厂商都是通过怎样的手段让涡轮增压发动机成长到这个阶段的呢,相互之间有存在哪些差异,下面我们就去一探究竟。

 涡轮增压技术从起步至今已经有几十年的时间,虽然受限于空气的可压缩特性,迟滞的问题不可能完全抹除,但各种前卫新技术的加持已经将这种弊端压缩到消费者几乎感觉不到的程度。那么问题来了,各大厂商都是通过怎样的手段让涡轮增压发动机成长到这个阶段的呢,相互之间有存在哪些差异,下面我们就去一探究竟。

  ●小惯量涡轮增压器

  ▲应用车型:上汽1.0T/1.3T、宝骏1.5T、广汽传祺1.3T

  小惯量涡轮增压器是相对于传统涡轮增压器而言,这不是什么先进的技术,只是在原先大尺寸、大惯量涡轮增压器的基础上降低了涡轮叶扇的尺寸和质量,使得废气推动起来更加轻便、快速,从而降低迟滞,提高发动机的扭力输出响应速度。而以前没有应用这种涡轮增压器的原因是,在以往的大排量(3.0L及以上)涡轮增压器上这种小惯量涡轮在中转速增压效能并不如意,换句话说,是现在广泛应用的小排量涡轮增压发动机为这种小惯量涡轮提供了生存土壤。

  目前,国内外各个厂商最新开发的小排量涡轮增压发动机都开始应用这样的小惯量涡轮增压器,其主动涡轮端进排气口直径只比一元硬币大一点,非常轻巧,这也使得发动机在1500转左右就开始呈现正压,并且能够更快到达最大扭矩输出平台。当然,一些老的发动机依旧是常规增压器,例如长城1.5T电喷、比亚迪1.5T直喷,观致1.6T电喷等等。

  ●可变截面涡轮增压器

  ▲应用车型:大众1.5T、保时捷水平对置发动机

  相比常规的涡轮增压器,可变截面涡轮增压器可以通过改变导流叶片的角度从而改变涡轮在不同工况下的A/R值,在低转速(废气推力小)时,关闭导流叶片,缩小废气进入涡轮的截面,从而提高废气推动的压力,而在转速升高后,又可以打开导流叶片,与原本的涡轮叶扇协同工作,一方面控制涡轮转速,另一方面也可以提供高强度的增压效果。

  这项技术的最新应用是保时捷和博格华纳合作开发的VTG可变截面涡轮增压技术,现在该项技术已经在保时捷的水平对置涡轮增压引擎上有着广泛应用,包括保时捷718 Tubro和911 Tubro。在大众最新开发的EA211 1.5T发动机上同样有这项黑科技,并且已经在新款高尔夫上服役,而国内的1.2T/1.4T并没有这项技术。

  ●双涡管涡轮增压器

  ▲应用车型:宝马2.0T(B48系列)、奔驰2.0T(M133)、通用2.0T(LTG系列)、丰田2.0T(8AR-FTS)

  常用的汽车发动机有四个气缸,每个气缸在排气阶段都会给涡轮增压提供动力,双涡管增压器相比单涡管的区别就在于,前者讲发动机排气分成两组(两边一组、中间一组),分别推动增压器的废气涡轮端,由“四合一”变成了“四合二”,这样做的优势就是由两组气流交互驱动涡轮,让涡轮推动的节奏更稳定,减少单涡管因为气缸气流的干扰二产生的涡轮转速响应滞后,从而提升发动机的动力响应。

  当然了,V6或者L6发动机也可以是双涡管设计,因为定位更高端,现役的这类发动机应用单涡轮双涡管的技术更加广泛,例如宝马N58(M2、5系GT、740Li),而到了宝马S58系列(M3、M4),直接使用了双涡轮增压技术。

  ●双涡轮增压器

  ▲应用车型:宝马3.0T/4.4T、奔驰3.0T/4.0T、奥迪/保时捷2.9T/4.0T

单涡轮双涡管V6发动机

双涡轮V6发动机

  双涡轮增压是双涡管单涡轮增压的升级版本,后者是“四合二”两组排气为一个涡轮提供推力,而前者是“六合二”两组排气(V6发动机)分别为两个涡轮提供推力,这时候,就相当于两边的三个缸各配有一个涡轮增压器。如果是V8发动机,甚至可以变成“八合二”、“八合四”的组合,发动机的动力输出和响应速度都达到完美平衡,当然,结构也相当复杂。最逆天的还是布加迪的8.0T W16发动机,两个Vr8拼合而成,每四个缸用一个涡轮增压,相当于四个2.0T涡轮增压发动机。

布加迪Chiron 四涡轮增压

  3.0L这个排量级别,双涡管属于入门,双涡轮才是核心技术,例如宝马M3/M4使用的S58系列3.0T直列六缸发动机,或者保时捷和奥迪合作开发的2.9T V6发动机,还有保时捷在跑车上应用的水平对置四缸/六缸发动机(排气位于两侧,必须双涡轮,没法双涡管)。而到了4.0T这个级别,德系基本上全系都得是双涡轮增压发动机,路虎捷豹、凯迪拉克则习惯使用机械增压器,能达到双涡轮增压器的反应速度和动力性能,就是油耗会高一些(who care?)。

  ●电子涡轮增压器

  ▲应用车型:奥迪SQ7、

  传统的涡轮增压器靠的是废气推动涡轮叶扇,并带动同轴的增压叶扇转动,从而达到压缩进气的作用。可以看到,从废气的动力转化为进气增压需要一个过程,加上气体本身的可压缩性,迟滞的问题只能缓解不能避免,而电子涡轮增压器就是一个一劳永逸的方案。实际上,电子涡轮增压器相当于是机械增压器的一个变种,只是其动力源从发动机本身变成了一个外置的、能够高速响应的高转速电动机,要达到甚至超越涡轮增压器的效果,这个电机非常之关键。

  电子涡轮增压器的增压过程是与油门和发动机工况联动的,相比单纯的涡轮增压器,它有着更快的响应速度,但电机毕竟是电机,相比动辄几万转的废气涡轮增压,即使能达到相同的转速水平,受限于功率,其高转速的增压强度也远不如后者。所以在奥迪SQ7(柴油版)上使用的是废气涡轮+电子涡轮组合而成,低转速时由电子涡轮增压器辅助增压,降低迟滞,而到了高转速时,电子涡轮会关闭,切换为废气涡轮增压模式。这项黑科技现在只有奥迪将其引入量产车,还只是SQ7的柴油版,沃尔沃此前也多次曝出将在Drive-E系列2.0T发动机上使用电子涡轮增压技术,但就目前沃尔沃的产品线而言,暂时没有这样的技术需求,吉利也未必肯投钱让它开发这种极为“烧钱”的前卫“黑科技”。

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