汽车最新科技之 增压发动机类型及代表车型

汽车最新科技之增压发动机类型及代表车型发动机是汽车的心脏，如何让这颗心脏更加强劲有力一直是车厂和改装车迷们竞相追逐的目标。为了提高发动机的动力输出工程师想出了很多办法，包括之前汽车最新科技系列介绍过的燃油直喷发动机，这里我们来说一说汽车工程师的另一杰作--增压发动机。无论是赛车场或是改装车间，增压器都是我们经常接触的字眼，它们仿佛是支兴奋针剂，一提起就令人热血沸腾。但大部分车友对“增压”也只是知晓而谈不上精通。下面我们将对增压器进行一些深入的讲解，或许能对您今后的选车或改装提供一些参考。增压发动机的基本工作原理简单来说，发动机在工作时要将燃料与空气送入引擎内燃烧爆炸才能产生动力。一般的引擎是利用汽缸内产生的负压，将外部空气吸入，称之为自然进气引擎。但是由于油气混合气的量会受到吸入气缸内空气量的影响，发动机的最大输出功率也会因此受到一定程度的限制。如果想要再增大输出功率就只能依靠提高发动机进气量和进气效率，发动机增压技术通过压缩更多的空气进入气缸来增加油气混合气的量，从而使发动机在尺寸不变的条件下而产生更大的功率。按增压类型来分增压发动机可以分为以下这么几个种类。图为涡轮增压工作示意图涡轮增压(TurboCharge)我们平时最常见的增压方式就是涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方，那就是泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。因此相比普通自然吸气发动机技术难度较大，价格和维护保养的费用也相应要高一些。国内常见涡轮增压发动机及车型大众1.8/2.0TSI最大功率：118千瓦最大扭矩：250牛·米图为速腾冠军版参数配置图库装备车型：一汽大众迈腾(参数配置图库)、上海大众斯柯达明锐(参数配置图库)、速腾冠军版(参数配置图库)作为老款1.8T的换代产品，从去年开始，采用FSI(缸内燃油直喷)技术的1.8TSI发动机装备在大众的新车型上。新技术的运用，不仅将发动机的功率和扭矩提升了一大截，还将油耗降了下来。随着大众与一汽合资建设的大连发动机工厂的逐步完善，1.8TSI将全面取代1.8T发动机,目前速腾的发动机升级工作正在进行之中。不过技术的提升是否会为消费者带来额外的售后服务支出，还有待观望。大众2.0TFSI最大功率：147千瓦最大扭矩：280牛·米图为大众经典跑车EOS参数配置图库装备车型：高尔夫GTI(参数配置图库)、EOS(参数配置图库)、奥迪A4(参数配置图库)、奥迪A6(参数配置图库)L目前，中国是大众品牌全球第一大市场、奥迪品牌全球第二大市场，那么大众将这款位列今年世界十佳发动机榜首的2.0TSI发动机带来，也算是对中国市场的回报了。147千瓦的高功率和280牛·米的高扭矩，全面超过了目前市面上主流的2.4升发动机，配在中高档商务车和运动型轿车再合适不过了。不过，国产A6L所搭载的2.0TSI发动机不知为何功率“缩水”了，仅为125千瓦,难道是在为“行政级排量”的2.4升车型让路？上汽1.8T卡瓦奇最大功率：118千瓦最大扭矩：215牛·米图为荣威550参数配置图库装备车型：荣威750(参数配置图库)、荣威550(参数配置图库)、名爵MG7、华泰胜达菲·跃、景逸(参数配置图库)TT在上南合并之前，荣威和名爵虽然分别拥有自己的1.8T发动机，但其技术却是同源，都是原MGRover的研究成果，这一点从他们各自发动机的性能参数就可见一斑。随着上南整合的深入，双方的1.8T发动机也不再分彼此，临港发动机工厂和南京动力总成工厂的产品，也将在上汽“五个统一”的总发展规划下真正成为“一家人”。上世纪90年代欧洲的发动机技术，如今在上汽的手中得以重新运用与改良，并为中国消费者提供了相对便宜的“T车”。除了供应荣威和名爵两个品牌的车型之外，上汽的1.8T发动机也向其他厂商销售，自主品牌SUV生产企业华泰就是首批受益者。华晨1.8T最大功率：125千瓦最大扭矩：235牛·米图为中华酷宝参数配置图库装备车型：尊驰(参数配置图库)、骏捷(参数配置图库)、中华酷宝(参数配置图库)携手德国FEV公司共同开发出的1.8T发动机，令华晨成为最早推出“T车”的自主车企。因为技术较新，所以从性能参数上看，华晨的这颗“中国芯”要比大众和上汽的1.8T发动机都要更加强劲，也成为了酷宝跑车能称之为跑车的强大后盾。同一款涡论增压发动机，配备在华晨旗下的公商务车、家用轿车和轿跑车上，可见它对于华晨产品规划的重要性。在掌握汽车重要零部件核心技术之后，如何将它大规模推向市场，是每一个自主车企都要认真思考的问题。沃尔沃2.5T最大功率：147千瓦/162千瓦最大扭矩：300牛·米/320牛·米图为沃尔沃S40参数配置图库装备车型：S40(参数配置图库)、S80、XC90、C70常见的发动机，汽缸排列有以下几种：直列4缸(L4)、直列6缸(L6，宝马特有)、V型6缸(V6)、V型8缸(V8)、V型10缸(V10)、V型12缸(V12)和大众特有的W型12缸(W12)。发动机的汽缸数一般都为偶数，而沃尔沃的很多车型却搭载了罕见的直列5缸(T5)发动机。别出心裁的发动机设计带给沃尔沃汽车出众的动力性能，除了定位行政级用车的S80外，其他沃尔沃车型所搭载的T5发动机均经过高性能调校。这款2.5T发动机还装备在海外版福特蒙迪欧(参数配置图库)的顶配车型上。萨博2.0T、2.8T最大功率：129千瓦/154千瓦最大扭矩：265牛·米/300牛·米图为萨博Saab-93参数配置图库装备车型：萨博9-3(参数配置图库)萨博93、95精彩试车说道涡轮增压发动机不得不提起萨博，制造飞机出身的萨博，是世界上第一个将涡轮增压发动机运用在民用汽车上的厂商，可以被称为民用“T车”的鼻祖。能够让萨博9-3如飞机一样实现“贴地飞行”的正是萨博2.0T系列发动机。目前，在中国市场上的萨博9-3搭载了两款不同的2.0T发动机，它们分别是Linear2.0T和Vector2.0TS，两者除了装备上的差异之外，最大的不同在于前者采用的是轻涡轮增压发动机，后者则是采用了动力更加强劲的强涡轮增压技术，2.8TAERO版更是将涡轮增压的强悍性能表现的淋漓尽致。双涡轮增压(TwinTurbo)优点：缓解了“涡轮迟滞”现象缺点：“贵”就一个字.图为布加迪EB威龙的双涡轮增压代表车型：宝马X6xDrive35i、宝马335i、迈巴赫57(参数配置图库)S/62S、标致607(参数配置图库)2.2HDI图为配有双涡轮增压系统的宝马X6双涡轮增压是针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，增加一只低速涡轮，在发动机低转速的时候，较少的排气即可驱动这只涡轮高速旋转以产生足够的进气压力，当发动机转速提升以后，高速涡轮工作继续进入高增压值的状态，提供一个连贯的强劲动力。在一定程度上缓解了“涡轮迟滞”现象对车辆低速行驶时发动机功率快速增加所造成的不良影响。虽然不能完全消除“涡轮迟滞”现象，但在实际使用中驾驶者已经很难察觉到车辆在加速过程中的动力滞后。机械增压(SuperCharge)/KOMPRESSOR(德语机械增压)代表车型：奔驰C200K(参数配置图库)、路虎揽胜4.2(参数配置图库)优点：没有滞后或超前，动力输出更为流畅缺点：消耗部分引擎动力，导致增压效率不高机械增压的原理跟涡轮增压一样，但不是利用废气推动增压机的叶片，而是用皮带连接引擎的曲轴，利用引擎运转来带动增压器内部叶片转动。因此增压器内部叶片转速与引擎转速是同步的，即使是在低转速时就会开始进行增压，但缺点是会增加引擎负荷(因为是引擎带动涡轮机运转)，增压值也没涡轮增压的大。所以机械增压动力没有涡轮增压来的狂暴，比较温和，没有涡轮延迟的问题。但缺点是机械增压汽靠皮带带动，驱动力还是引擎，因此不利于油耗表现。车厂为了改善此现象，并且让增压力道能在最需要时发挥作用，加装电磁阀和离合器，也让增压器在特定的转速以上时离合器才开始接合、拖动机械增压器，但如此一来多少会有如涡轮增压器的迟滞感。凡此种种都需要经年月积累，才能摸出门道和细节掌控的地方，也正是因此越是没有把握的项目，车厂就越不喜欢触及，免得不小心砸了招牌，久而久之，涡轮增压于机械增压的流派也就自然产生。机械增压共分为3类：离心式机械增压(CentrifugalSuperchargers)这种机械增压与涡轮增压很像，只不过它不是用发动机的废气驱动，而是用发动机的皮带带动。它和涡轮增压增压原理相同，吸入空气靠离心力把空气加压，以达到压缩空气的目的。基本式机械增压(RootsSuperchargers)你经常能在美国的60到70年代的肌肉车上看到看到这东西，它从发动机盖上的突非常明显。这种机械增压将空气吸入增压器内部，有两个螺旋状叶片将空气压缩，之后送到进气歧管里。这种机械增压能提供强大的扭矩输出。它在美式加速比赛和街道竞赛中十分流行。螺旋式增压器(ScrewSuperchargers)这个形式的增压器是基本型的派生出来的，而且也长得很像，但它们的吸气压缩方式却截然不同。当空气被吸入增压器时，被螺旋状叶片强压入进气歧管内。这种形式的增压器对于提升各个转速的马力都很有效。机械增压与涡轮增压优缺点对比两种增压方式各有好处也各有缺点，以涡轮增压来说，理论上，是要气缸本体当初设计时，气缸壁够厚、耐得住压力，只要增加涡轮增压器本体的尺寸和数量，增压力道几乎可以无限制增加。最有名的例子，就是当年HONDA车厂提供给麦凯伦一级方程式车队的涡轮增压引擎，排气量不过才1500CC，但马里输出可以高达吓死人的1500匹！而法拉力车队的舒马赫所拥有的著名bugattieb110超级跑车，排气量3.5升，但这具V12的心脏，由四颗涡轮转子串联。马里输出也可高达560匹。不过凡事有利就有弊，靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举，但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理，高热会影响两部分，一个是负责直接冷却和润滑的机油，它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油，而且机油更换周期会相应缩短，才不容易产生氧化物。通常车厂的对应之道是通过加装机油冷却器，来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命，这就是为什么设计的精密一些的涡轮增压车，除了机油压力表外还会有一个机油温度表。好让车主随时注意机油的情况。另外一个受高温影响的是冷却系统，在进气部分。为了增加进气的含氧量，涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)俗称中冷的方式，来降低压缩空气的温度，冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率，所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。图为大众1.4T双增压发动机涡轮增压+机械增压代表车型：大众GolfGT1.4TSI优点：发动机输出功率大、燃油消耗率低，适合全部工况缺点：结构复杂，成本过高传统的涡轮增压和机械增压都存在着不如人意的地方。机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限。而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是设想着把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩输出的问题和高速功率输出的问题。这项技术在1985年的蓝奇亚S4赛车被采用，