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判断汽车性能强弱的参考是什么?
扭矩功率(马力)这两项参数直接反应了车辆的加速能力,其中扭矩能够在哪一范围输出,这是绝对代步汽车是否有驾驶乐趣以及是否能节油的参考因素。所以分析小排量涡轮增压机与大排量自然吸气发动机孰优孰劣,需要参考的只是参数和推重比而已。
下面来简单对比两个排量的主流机型。
.5T2.0L
目前最优秀的奥托循环1.5T发动机,仅论参数的应当为JLZQ5型发动机,动力标准如下。
最大功率kw最大扭矩N·m(~rpm)废气涡轮增压器的本质是气流驱动运转的「空气压缩机」,其基础其实正是自然吸气发动机。L代表的是升,准确的定义应当是1.5L-Turbo,释义为排量1.5升的涡轮增压机;汽车内燃机即使挂上增压器也是四冲程标准,运行步骤为“进压爆排”,其中每分钟的转速数值“÷2”是排气的频率。
以1.5T·L4直列四缸机为例,单次做功排气量为≤0.L,rpm每分钟排气量为L!算一算这些气流在狭小的排气歧管中会产生多大压力,用于驱动涡轮能起到怎样的效果吧。
自然吸气发动机(下文简称NA)的排气气流是直接被浪费掉的,而TURBO机型则是将排气先行驱动涡轮运转再排放掉;NA机型的吸入空气的基础是活塞下行与排气的负压力,TURBO也有这种吸气能力,而高速旋转的废气涡轮会带动进气系统中的压气机涡轮同速运转,这会带来什么呢?
在进气系统中高速旋转的涡轮等于「第二道负压吸力」,吸气的能力要强劲的多;所以这种机型能够在平均rpm的转速节点,通过两道负压吸力而吸入与单缸排量相同的空气量。比如1.5L/T在转时的吸气量是0.L,但是缺少增压吸气系统的NA机型就吸不到与排量相同的空气,这就会造成自然吸气发动机中低转速动力的明显落后。
2.0L·NA理论上没有什么优秀机型了,因为从TURBO技术应用开始,这种机器就算被淘汰了,仍旧存在无非是制造成本低。在这种机型有中采用均质压燃与点燃两套系统的2.0L选项,其动力标准也是不忍直视。
最大功率kw最大扭矩N·m(rpm)这台机器的最大扭矩要比优秀的1.5T差很多,但原因并不是吸气量的差值。而是TURBO系统不仅能提高进气效率,同时能对进入管路内的空气进行压缩;大体积的空气变小是分子的间隙缩小,间隙缩小则相同体积的空气中的氧分子数量会增加。
燃烧的本质是燃油的氧化反应,过程中会产生热能和光能;由于内燃机做不到让燃油%燃烧反应,所以只有提高燃烧速度才能增大燃烧转化出的热能。内燃机本就是通过燃烧产生热能,再将热能通过机械结构转化为动力的发动机;那么等量燃油转化速度越快则扭矩就会越大,这就是大排量NA为什么扭矩反而会低很多的原因了,因其空气是没有经过压缩的。
对于不同标准压缩空气和扭矩的关系,可以通过燃烧的火焰温度差值来判断;氧浓度越高燃烧效率越高(扭矩越大),同时产生的热能也会更夸张,这种技术叫做「富氧燃烧」,不同的火焰标准温度如下。
NA缺少了压缩空气的能力,以与大气压标准的常压空气运行必然会有扭矩很低的缺点;同时吸气系统就那么一道,想要提升进气量就得依靠拉升转速,也就是提升活塞运行和排气的负压力而提升进气量。说白了就是高转速才会有足够大的进气量,这台机器只有转的一瞬间能达到单缸0.5L的进气量,在此之前和之后都会快速下滑。
所以NA的中低转速区间动力很差,想要获得合理的动力感受就得拉升转速;而高转速等于高油耗,这就是为什么曾经的1.8L-2.4L的主流NA机型平均油耗10L/km左右的原因,这些老旧车辆的整备质量只是平均1.3吨的水平,而1.5T·1.65吨的紧凑级SUV也不过平均9.5L/而已,这就是技术代差带来的提升。
.0T4.0L
量产2.0T发动机有最起码五台可以达到以下标准,增压器维持最大扭矩的转速区间平均如下。
最大功率kw最大扭矩N·m(~rpm)这是什么水平呢?4.0L-V6的自然吸气发动机也不过是kw左右,最大扭矩能达到N·m是比较难得的水平,然而也还是在平均rpm出现最大扭矩,动力体验能好得了吗?除非对动力要求低,代步驾驶把转速控制到很低的标准才能实现低油耗,但这又没有什么驾驶体验可言了。
要知道发动机输出的马力越大车速才会越高,加速能力也才会越强;马力=扭矩×转速÷×1.36,NA中低转速的扭矩远低于TURBO机型,相同转速的驾驶感受是没有可比性的。所以TURBO可以实现“低转速·大马力”的节油模式,在推重比相当的前提下一定是TURBO更省油。
问题:为什么有些日系自然吸气车辆的油耗低呢?
自然吸气发动机是非常原始(落后)的机型,这种机器目前只有入门级汽车,以及以日系为主的低端品牌使用;其节油的基础除了车身轻盈以外,剩下的无非是其用户保守的驾驶风格,比如认为rpm就算高转速,以此标准驾驶坦克也用不了多少油,只是会因影响车流的通行效率而被其他车辆厌恶罢了。
也就是说日系汽车之所以节油是因其用户的驾驶风格同样“原始”,节油的不是车辆本身而是人。
同时很多日系车辆都被曝光过存在油耗和排放数据篡改的问题,而且时速表和里程表的指示数据与实际数据差很多。
比如指示数值为km/h,实际车速只是多一些,感觉速度很快但实际车速低则必然节油,因其行驶阻力小;其次显示行驶了公里,但实际只跑出了八十多公里,油耗当然也会比较低喽,殊不知这些都是假象。想一想如何自然吸气发动机性能强且油耗更低的话,为什么全球的商用车型只要用柴油动力,其柴油机一定都是涡轮增压呢?车企并不傻。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
天和MCN授权发布
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