相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

經常聽到有人說,自己的車渦輪在2000rpm起壓,動力來得快,起步猛,而又有一些人說自己的渦輪要到3000rpm才能滿壓,導致3000rpm以下加速無力,有明顯的渦輪遲滯。這時候就有人站出來說,自然吸氣引擎沒有遲滯,你腳下的油門踏板直接連線著節氣門,踩多深,動力就有多大,非常線性可控,是最舒服的發動機形式。

相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

不過當最大功率相同的兩臺車型放在一起做靜態加速測試時,就會發現自然吸氣的車型一般會比渦輪增壓車型要慢一些,渦輪起壓早,滿壓晚的車型加速也會比那些過早滿壓的車型更快,為什麼會這樣?

相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

扭矩不同

許多細心的小夥伴會發現,功率相同的兩臺發動機,一般渦輪增壓發動機的扭矩要遠大於自然吸氣發動機的扭矩。

相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

自然吸氣發動機的進氣方式比較簡單,就是利用汽缸進氣衝程時,活塞下行使汽缸內產生負壓,讓空氣自動流入汽缸內部,理論上這種進氣方式可以達到100%的充氣效率,是最適合燃料完全燃燒的一種進氣形式。但在實際進氣過程中,由於進氣道以及進氣門附近的結構會阻礙進氣氣流造成泵氣損失,氣缸內殘留的廢氣也會限制進氣效率,在缸內直噴發動機中,為了讓燃油更好地在汽缸內部與空氣混合,會在活塞頂部設計導流槽來幫助缸內氣體形成滾流,但是這種設計也會增加進氣阻力,減小進氣量。

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正因為上述原因,自然吸氣發動機的充氣效率不算高,為了提升動力,只有加大排量這一條路可走,但在全球追求碳平衡的大環境下,發動機“Down Size”已經成為主流方向,增加發動機排量的做法已經不太現實。於是,市場又開始青睞小排量渦輪發動機。

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渦輪增壓作為強制進氣方式的一種,以低能量損耗,高動力輸出而著稱。渦輪靠廢氣吹動,透過與之連軸的泵輪向汽缸內源源不斷地輸送新鮮空氣,只需要調節渦輪洩壓閥的開啟時間,就能夠控制進氣正壓力,從而在各種工況下保證發動機進氣需求。對於渦輪增壓發動機來說,在全油門滿負荷工況下,發動機的實際進氣量遠超發動機本身的實際需求,也就是說,一臺1。5T的發動機實際進氣量接近2。0L甚至3。0L的自然吸氣發動機,因而可以配合更大的噴油量,爆發更大扭矩,這也是相同功率下渦輪增壓發動機扭矩比自然吸氣大的原因。

相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

外特性曲線不同

發動機外特性曲線決定了發動機的出力特性,由於自然吸氣引擎需要高汽缸內的負壓來吸入空氣,因此在低轉速時,由於空氣流速較低,發動機進氣量有限,因此很難爆發大扭矩輸出。渦輪增壓發動機則不同,只要渦輪葉片轉動慣量匹配得當,即使在1500rpm到2000rpm的區間內,也能有正壓力幫助發動機進氣,因此能夠輸出扭矩比自然吸氣引擎要大得多。

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在靜態起步零百加速的過程中,一般變速箱保護機制會將起步轉速限定在2000rpm左右,因此在起步階段,加速過程便是發動機轉速由2000多rpm逐漸攀升至紅線的過程,渦輪引擎在2000-3000轉時基本能夠達到最大扭矩平臺,而自然吸氣引擎此時的扭矩還沒有完全爆發,所以起步階段自然吸氣車型就會比渦輪增壓車型慢很多,儘管自然吸氣引擎在後段的加速能力要更好一些,但無法彌補前期巨大的劣勢。

相同功率下,渦輪增壓車加速一定比自然吸氣快?

本文開頭提到渦輪滿壓快慢的問題,其實和渦輪轉動慣量大小有關,轉動慣量大的渦輪其尺寸往往更大,泵氣流量也更強,因此多用在高功率發動機上。雖然大渦輪的設計讓發動機動力輸出有明顯的延遲,但大渦輪帶來的大動力輸出可以彌補起步階段的劣勢,讓車輛在中後段加速獲得巨大優勢,能夠對小渦輪車型完成反超。

車叔點評

影響車輛加速能力的因素還有很多,動力系統的扭矩爆發、功率大小、變速箱齒比、終傳比(尾牙)、輪胎尺寸以及空氣動力學設計等都會對車輛加速能力進行影響,主機廠在研發時會根據成本、設計取向、平臺技術限制等多方面角度去考慮,製造相對平衡的產品,讓它被更多消費者接受。那麼,對於部分玩家來說,我們有沒有可能讓自己的車變快呢?下一期,車叔將為大家提供幾條增加汽車動力的方法,敬請期待。

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