涡轮增压技术,近些年来在国内的汽车市场普及的速度飞快,来自欧洲的厂商们功不可没。人们会普遍的认为这是项很先进而高端的技术,其实真不是。
早在1905年,瑞士的“攻城狮”Alfred Buchi为客服高原地带,空气稀薄对发动机功率的影响,研发出了这项技术,原理是利用发动机的废气来驱动一个扇形的叶片(也就是涡轮),使之提高发动机的进气量,继而提高发动机燃烧效率,达到提高发动机功率的目的。
世界上第一款量产的涡轮增压车型并非是瑞典的SAAB(念:萨博或者绅宝)99,但确是将这项技术发扬光大的第一个车企。相信每一个车迷,都知道“贴地飞行”这句SAAB的经典口号。
继着上面的话继续说,在SAAB之前,911就曾经装配过涡轮增压的发动机。这项技术,最早普及的地方也就是赛车领域。这也是现在F1那么烧钱,却还是有很多厂商参与的原因,这些技术经过积累,必将用于民用市场(来赚钱)。
在80年代,日本厂商广泛参与世界顶尖赛车竞技运动的时候,靠着对涡轮增压技术的理解和运用,着实获得了不少技术积累和优秀成绩。这点,每一个资深的车迷,都不能否认。但是,为什么在民用市场,我们却很少看到日本厂商使用涡轮增压的发动机呢?
也就是这两年,最为稳健和保守的丰田,才开始批量的搭载涡轮引擎,这是为什么?
在相同排量的前提下,能大幅度的提高发动机的功率和扭矩,大约40%左右,也就是1.8T大约能相当于2.4L,燃料燃烧的更充分。燃油经济性和降低尾气排放的表现相比2.4L发动机也要更好。
对于厂商而言,在同等排量下,加装了涡轮装置的发动机,不但可以达到更强的动力,并且在发动机重量上可以大幅减轻(也就减轻了车身重量),制造成本自然也在降低;同时还能满足当地环保法规的苛刻要求,这样的好事何乐而不为呢?
涡轮增压发动机比较更高排量的NA(自然吸气简称)引擎,只有在相等扭矩负荷下,才能表现出省油的一面;对于涡轮增压引擎而言,越早的进入扭矩平台,才能越表现出省油的优点;而一旦出了最大扭矩输出区间,油耗表现一点也不经济。在这里,就可以夸一下宝马的N20,N55两款发动机了,至少在现阶段,是最早进入扭矩输出平台的涡轮引擎了。
随着各个厂商对涡轮增压技术的大力研究,涡轮技术相比之前的几十年,发展的速度极其迅猛,电子涡轮,可变截面涡轮增压系统等在民用市场普及,这将会是涡轮的又一个技术突破。
1、发动机在经过了增压之后,工作时的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受一定的影响。常规来说,自然吸气发动机跑个40万公里没什么问题,而涡轮增压发动机跑个20万公里就已经算很不错了。(由于发动机寿命与驾驶人的驾驶习惯息息相关,这个数据具有很强的参考价值,请不要以偏概全。)
2、日常使用中,相比自然吸气发动机维护保养费用贵不少(上图为朗逸及C4L的保养对比,更高级别的自然吸气与涡轮增压的保养价格只会相差更大)。并且不可以回避的一个问题是涡轮迟滞效应,如今大多数的涡轮增压车型动力输出反应滞后,油门踩下去提速会有一个延时,因为废气涡轮增压器需要发动机的废气驱动,当你踩下油门后涡轮增压器并没有马上提升工作效率,要等个两秒以上才会反应过来。这样一来,动力输出的不平顺,往往会反映在车辆在行驶的过程中,动力的输出显得不太线性,造成缺乏质感的驾驶感受。
1、冷车启动时,不要着急行驶,应热车三分钟左右,冬季需要五分钟左右的时间。因为机油需要温度上升后,才可以更好的起到润滑作用,保护发动机零部件;
由于涡轮装置,始终处于高速运转的状态,使得它的温度必然会处在一个很高的点,普通的涡轮增压在启动之后不久,便能达到600摄氏度,更别提那些偏跑车的更高性能的涡轮引擎,温度远超600度,可想而知,这对冷却器以及发动机仓的设计的基本要求有多高。
这也是很多涡轮增压车型更易自燃的最重要的原因,最近的一个例子便是之前的大众高尔夫GTI自燃事件。涡轮增压器被设计在了发动机之外,直接打开机舱盖便能够正常的看到,无论什么落在了这个(正在工作或者刚刚结束工作的)涡轮增压器(以及排气管)上,那必然会融化或者导致更严重的结果——比如自燃。
很多不明所以然的人,以为是日本这方面技术差,文章的前面提到了,这完全就是臆想。如今大众系的涡轮增压引擎的核心部件就是由石川岛生产的IHI涡轮增压器,为什么使用小日本的产品?因为质量好呗,要知道制造这种精密产品,没两把刷子是肯定不行的,生产的基本工艺要求极高。
1、自然吸气发动机的质量更稳定(这是日系车企最核心的竞争力),寿命更加长,用户使用成本更低;对于厂商来说,生产所带来的成本也更低;
2、涡轮增压发动机在燃油经济性和环保上并没有太多优势,没有必要追求更高的动力;(除了在高级别运动车型[GTR]上使用的涡轮增压技术,那就为了对抗来自欧美的大排量跑车)
3、随着全球涡轮技术的不断的推进和发展,原先的涡轮增压引擎高故障率,短寿命的缺点已得到极大的改善,丰田作为日系的排头兵,技术也积累到了某些特定的程度,可以在消费的人的实际的需求以及厂商的愿景之间,取得了一个可接受的平衡,所以就——开始使用了。
如今的各个厂商对涡轮增压研发的动力本质上还是来自于政府政策的引导,之前日本及美国厂商在本土并没有排量税,这也导致他们之前的不重视。因为中国国内巨大的市场以及欧洲厂商不遗余力的推广,日美系厂商也开始跟进欧洲厂商的步伐,纷纷发力。
至于未来前景如何,涡轮增压虽然不及混合动力那般环保,但在没有掌握混动技术的时候,对于绝大多数厂商而言这就是最好的出路。长久来看,随着涡轮增压技术的进步,也终将全面普及开来,甚至取代自然吸气。