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解析基础：挑出2.0L（升）排量的自然吸气和涡轮增压发动机的优秀选项，以其功率扭矩作为分析基础。

某采用均质压燃技术2.0L汽油机kw/N·m某采用普通点燃技术2.0T汽油机kw/N·m差距有多大想来就不用赘述了。那么究竟是什么原因让增压机实现了功率扭矩的同步大幅增长呢？

基础首先是扭矩的提升，因为（功率＝扭矩×转速÷）；量产代步汽车的转速普遍在≤rpm的范围内，扭矩和转速是相乘的关系，所以只要扭矩大则功率就会大。而功率乘以1.36等于公制马力，马力大则加速能力强且车速更高，所以扭矩的提升才是核心。

01扭矩提升·基础

内燃式发动机的扭矩的本质「热能」，因为推动活塞连杆与曲轴运转的动力源是热能。热能是燃油燃烧时产生的能量，而燃烧的本质其实是碳氢化合物与氧气进行的化学反应；所以内燃机其实是“化学发动机”，只是在反应过程中有很大程度的损耗。

四冲程发动机有四个运行步骤：进气喷油，压缩蒸发，点火做功，排气。以正常的代步转速驾驶时，做功冲程的时间只有几十到几毫秒，眨一次眼睛的用时也会是做功时间的几十甚至上百倍。

然而燃油进行化学反应是需要时间的，时间过短则反应的程度就会不充分；说白了就是没有完全燃烧就被当作废气排放掉了，尾气中也是有碳氢化合物的，如果浓度过高则会在高温的管路中被引燃。这种故障叫做“放炮”，因为会产生相当大的声音。

重点：同样为2.0L的发动机，进气喷油量至少在某些转速范围内是相同的；燃油充分热燃烧产生的热能也应该一样大，但是自然吸气发动机燃烧的充分程度比较低，假设为30%，那么热能就只有一半可以转化为扭矩。

但涡轮增压可以让充分程度达到60%，有效利用的热能高了一倍，扭矩当然就会更大喽。而提升的扭矩的方式其实也很容易理解——燃烧时氧化还原反应，等量的燃油与少量的氧气反应的速度就会比较慢，涡轮增压发动机提供了更多的氧气，在相同时间内反应的速度加快则程度提高，转化出的热能就会更多了。

02氧气浓度提升·方式

都是内燃式热机，涡轮增压机是怎么创造出高浓度氧气的呢？

答案：涡轮增压器的本质为「空气压缩机」，这台机器会同时连接发动机的进气和排气系统。

即使是自然吸气发动机在运行中也会产生高压气流，比如2.0L发动机按照标准排量做功时，每组气缸排出的废气就会有0.5L之多；怠速时每分钟转则做功次，一分钟的排气量就是（每秒钟排气量3.33L）。

一升空气等于0.01立方米，体积的标准是21.54厘米见方的那么大一团，或者想象成比足球略小一点点的体积标准。每秒钟要把3.33个足球那么大的空气塞进排气管里，气流的强度是不是会很大呢？如果这个气流先驱动增压器的涡轮运转，之后再进行排放，涡轮的转速是不是会非常高？

增压器的涡轮转速确实是非常高的，原因正是高压气流的作用；而且这是用怠速转速计算的结果，正常行驶的转速平均为rpm，每分钟做功次，排气量与排气压力会大得非常夸张。

所以涡轮总能够以很低的转速达到每分钟数万转的高转速，而进气管路中的涡轮与排气管路的中涡轮转速相同；那么在进气道中就会形成第二道吸力（自然吸气发动机只有一道），于是增压机就能在rpm左右达到与排量相同的进气喷油量，但是自然吸气发动机却要到0转左右才能达到相同的标准。

中低转速区间的喷油量（可燃物基数）存在很大的差距，燃烧转化出的热能当然会差很多了；热能的差距就是扭矩的差距，由于进气效率平均在0转以后才会下降，所以增压机往往能在/0rpm区间维持最大扭矩——自然吸气到0转出现最大扭矩后，随即就要开始下滑了。

重点：增压器不仅会提升吸气效率，同时在空气达到涡轮位置时，会被高转速的涡轮挤压变小。体积变小但空气中的分子数量没有减少，压缩的只是分子之间的间隙，说白了就是空气像双手抱着棉花糖一样被压小了，然而糖粒没有减少吧；如果一口只能吃掉体积相同的棉花糖，压缩前的棉花糖的糖粒会少一些，压缩后一口中的糖粒就会更多。

糖粒会为人体带来能量，氧气会为燃油带来能量，那么涡轮增压机“吃到”的是含有更多氧分子的空气，快速转化出的热能显然要多很多了。这就是涡轮增压发动机为什么会有更大扭矩，以及能在中低转速区间维持最大扭矩的原因了。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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