渦輪增壓發動機與同動力水平的自然吸氣發動機相比,節油的優勢明顯嗎?
問題同上,同時渦輪發動機是靠增加進氣量,加強油料充分燃燒而增加動力,但為什麼部分車型油耗比同排量自吸發動機高?那麼渦輪的優勢體現在哪裡?
通過增壓,發動機小型化,減小發動機尺寸,降低了
-摩擦功-換熱損失-泵氣損失雖然壓縮比的降低導致熱效率的降低,但是總的收益是正的,所以同樣動力性能前提下,增壓可以提升發動機最高效率。這已是有定論的。再在這一點上爭論是無意義的。(至於有人比較同排量的自然吸氣和渦輪增壓,廢話當然是渦輪增壓「費油」,因為功率指標大太多啊。)
裝在車上,增壓小型化發動機對比自然吸氣發動機還有一點油耗上的 優勢那就是低速化(downspeeding),因為低速扭矩大,原來大自然吸氣發動機高轉速才能達到的動力和儲備扭矩在小增壓發動機的低速區域就可以達到。低速化降低了整個系統的摩擦損失。一個很明顯的現象就是,在同等的巡航速度下,相比於自然吸氣發動機,目前先進的渦輪增壓發動機驅動的汽車的轉速越來越低,但儲備扭矩不受影響,120km時速一般在2000rpm以下。另外整車節油與否還要看駕駛工況:不同的駕駛工況可能會有截然不同的比較結果。比如用在裝載機上,總是運行在某一高負荷區域,通過合理匹配當然是最高效率更高的發動機省油;但是跑在馬路上,如果總是堵車,總是低速低負荷,那麼增壓發動機總運行在不需要增壓的區域,小的壓縮比(相對低熱效率)和高排氣被壓(相對高泵氣損失)造成的損失可能比之前提到的三點收益還要高,所以未必省油。另外一些高瞬態工況(FTP75之類),比如急加速急剎車非常多的話,渦輪增壓發動機由於瞬態響應有所滯後,會對油耗帶來不利的影響,這種工況下與自然吸氣的油耗可能並不好區別。歐洲與我國採用NEDC循環測試油耗,這個循環基本上穩態成分居多,所以增壓與否在工信部油耗中應該有明顯差距。結論:- 從發動機來看,相同動力(最大扭矩,最大功率),增壓發動機的確比自然吸氣發動機省油(最低比油耗更低)
- 整車來看,增壓發動機由於高低速扭矩,可以低速化,所以理論上更省油
- 駕駛循環對整車油耗影響較大,需要具體分析。
謝邀。
這也是個天天有人問但是感覺大家都沒怎麼搞清楚的一個問題……我說說我的看法。
先審題,渦輪增壓發動機與同動力水平的自然吸氣發動機相比,節油的優勢明顯嗎?
【由於同等水平這個說法比較模糊,我暫且按目前比較主流的比較方法——同水平動力的情況下——進行回答。】答完發現題主改題目了……不過還好我就是按這個方向答的……
首先,渦輪增壓發動機和同等水平動力的非直噴自然吸氣發動機相比,採用發動機小排量化設計的發動機在跑相同的油耗測試循環的情況下,是可以達到提高燃油經濟性的作用的,通俗一點講是能省油,能省多少,因發動機而異。
講到這裡估計很多人已經準備開噴了,但是大家先別忙著否定,看清加粗下劃線部分的條件,然後聽我一點點慢慢講。
究竟什麼樣的渦輪增壓發動機才能提高燃油經濟性呢?
上面的斜粗體提到了,關鍵字就是發動機小排量化(downsizing)。在開始說明前先我們先明確幾個前提條件。
1.比較時討論的是跑完一個油耗測試循環的平均油耗而不是某個特殊工況下的油耗(比較特殊工況下的油耗對一般用戶來說毫無意義)。2.兩台發動機最大扭矩和最高功率在一個級別(為什麼不比較同排量的呢?因為大排量渦輪增壓發動機大多是性能機對一般用戶來說也毫無意義)。3.除發動機外其他車輛條件一致(A0小車和超豪華SUV比油耗也毫無意義)。那為什麼在滿足以上前提的情況下發動機小排量化能提高燃油經濟性呢?
①通過小排量化能使發動機在行駛中的負荷相對提高,減少泵氣損失,使相同動力輸出條件下的指示平均壓力升高,使運行工況點移到更高效率區。②小排量化能使燃燒室表面積減少,降低發動機的機械損失。③通過降低發動機質量減少油耗(這裡我就不做名詞解釋了,有興趣深入了解的還煩請移步百度或者汽車論壇)如圖所示,很明顯直噴渦輪增壓發動機的燃油經濟性要好於扭矩同水平的非直噴自然吸氣發動機。
不過這裡面還包括缸內直噴技術等其他因素帶來的燃油經濟性改善。一台直噴渦輪增壓發動機中渦輪增壓改善的油耗所佔比例大致如下圖。當然,渦輪增壓也有其缺點,其中最為明顯的就是會使爆震傾向加劇,這也是為什麼現在渦輪增壓往往要和缸內直噴一起應用在一台發動機上的原因。
總結一下,小排量化(downsizing)的渦輪增壓發動機的正面效果大於負面效果,既降低了發動機的燃油消耗率,又通過降低發動機質量來降低整車使用油耗,如果同時降低轉速(downspeeding)還能近一步減少摩擦損失和泵氣損失。
那麼為什麼有很多人說渦輪費油呢?
第一種也是最主流的觀點是在保持理論空燃比14.7的情況下,渦輪增壓發動機進氣多所以需要噴更多的油。
看似很有道理,但這種觀點真的正確嗎?首先我們要知道車輛行駛過程是一個動態過程而不是在一個固定的轉速負荷下,在這個過程中空燃比並不是一直維持在14.7不變的。
舉個栗子,高轉速滿負荷時我們需要更濃的混合氣來提高燃燒效率從而提供更充足的動力,所以空燃比要設定為小於14.7的值;然而在某些工況下我們又要根據排放需要設定數值較大的空燃比;另外還有一種最極端的情況就是採用稀薄燃燒技術的發動機可以在空燃比20-25下正常工作,直噴稀燃發動機某些部位的空燃比更是能夠達到40之高。然後這種說法最大的誤區就是在比較兩種發動機的油耗時默認把排量也等同起來了,實際上如果是相同動力水平的渦輪增壓發動機並不會比非直噴自然吸氣發動機多吸氣,因為相同動力水平的兩種發動機排量根本不可能相等,否則使用渦輪增壓的意義何在?
另外在 @FlyRideR的答案里我看到這樣的說法。缺點是,中冷器+上複雜的進氣管路會增加渦輪遲滯,同時額外的零件重量也會增加油耗,同時車輛的前後重量平衡需要重新設計。
另外,即便是有中冷器,其進氣的溫度還是會比自然吸氣的高,因此,如果是夏天高溫天,實際的進氣(氧氣)效果會更差,缸內的溫度會更高,為了防止汽油自然震爆,ECU會自動調整點火提前角,影響動力。
其中的問題也有兩點,一個是即使加上中冷器大部分小排量化的發動機還是比大排量的發動機輕,而且即使重量差不多,小排量發動機減少的機械損失和泵氣損失被答主忽略了,或者答主也是默認兩種發動機排量相等。另一個是點火提前的問題,首先這的確是渦輪增壓的一個缺點,但通過實驗證明這個缺點並不能掩蓋它的優點,而且目前通過與缸內直噴技術的結合以及通過調整使用燃油標號就能改善這個缺點。
暫時想到這麼多,歡迎有不同意見的大神來繼續討論,但希望評論前能好好看一下加粗下劃線部分。這道題,我一直不敢答,因為我覺得 @張文川已經答得比較到位,比較完善了。
其實,比較兩台接近的發動機省不省油的方法,很暴力也很直接:就是拿萬有特性圖往那一擺,比較相同的等速油耗圈誰的大,誰就更傾向可能省油。
至於萬有特性圖是什麼,我覺得可以看 @周含露的前面關於萬有特性的講解,很漂亮。
但他的後面其他內容根本沒有答到點子上,邏輯比較混亂,可以不用看。
。並且最後標粗的:「諾諾總結:關於帶T省油還是費油的爭論,到此為止。」,恕我直言,我覺得總結得毫無總結,並沒有看到結論是什麼。我猜 @周含露是想講整車匹配,尤其是變速箱匹配對油耗的影響,但似乎講解得並不如講解萬有特性那樣好看。
我多說兩句吧,從整車角度而言,單單拿兩台發動機出來比較,是推不出「裝省油的發動機的車就更省油」這個結論的。 汽車的燃油經濟性開發也不單單是發動機的事。
單單拿等速油耗來說:
上圖紅框的部分就是 發動機方面因素,最右列是一些常見的更下一層的細分因素。可見,從整車的角度來講,發動機只是其中一個環節。其他的各種因素也會影響整車油耗,尤其其中速比的影響是非常非常大的。因此,我覺得回答這個問題,題目這裡說的「節油優勢」:1. 如果單單是指發動機, 請參考 @張文川的回答。2. 如果是指整車油耗, 答案是 「無法比較」,原因見上圖,無法從單一的方面推出整體最終的結論。寫在前面
「渦輪增壓到底更省油還是更費油?」
自從我當試車員開始,不知道有多少人問過我這個問題,但一直都沒有系統回答過。不過在知乎上看到一個問題「渦輪增壓發動機與同動力水平的自然吸氣發動機相比,節油的優勢明顯嗎?」,決定克服一切困難,把這個問題徹底終結掉!
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
問題其實很簡單
增壓(俗稱「帶T」),就是用渦輪往氣缸里泵更多的空氣,配合等比的燃油,明顯提高發動機功率的方案。在這種情況下,氣缸的工作壓力、溫度都會提高,更容易發生爆震。
一台自吸發動機裝上渦輪後,為了控制爆震,就必須降低壓縮比,而且還得對點火時刻進行修整,緩和氣缸燃燒工況。這麼一來,燃燒效率也就隨之下降。而且,增壓越厲害,壓縮比就越是要降低。舉個大家耳熟能詳的例子,寶馬320i和328i的發動機都是2.0T,很多人天真地以為320i刷個程序就可以成為328i,其實發動機是不一樣的,比如壓縮比。盲目提高320i的增壓值的話,爆震等著你呢。
圖:320i和328i的活塞也不一樣
總之,無論過程多複雜,只要效率下降,就意味著油耗上升,所以單純地講,帶T的會更費油,而且增壓越凶越費油。鑽石般清晰的結論,沒啥好爭論的了吧。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
現實中為何帶T更省油?
現實中很多帶T的車子的確表現出更好的燃油經濟性。大家難以相信,哪有技術越先進,車子越費油的呢?
出現這個現象的主要原因是:帶T的同時,降低了發動機排量~
我打算把今天的帖子寫成兩部分,想粗淺了解的,記住結論就可以返回了;接下來的篇幅,寫給渴望充電的知友,別怕,依然是諾式技術風格,智商正常的就木有閱讀障礙。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
一張神圖幫你看透發動機
提到發動機分析,有個圖叫「萬有特性圖」,光看名字就很NB。很多人嘗試把它普及給車主,但效果都不大好,諾諾今天重蹈前人覆轍,用諾式語言把這張圖刻入大家腦子裡。
發動機工況可用兩個主要參數描繪,一個是轉速,另一個是扭矩。(估計有人說功率,功率不是一個基礎參數,它是由轉速和扭矩計算出來的,工程界更愛談扭矩,改裝圈則尤愛討論功率或馬力)。
轉速作為x,扭矩作為y,我們就能在一張二維坐標圖中,標出發動機的工作點。
圖:二維坐標圖
我們把油門踩到底,就可以測出各轉速對應的最大扭矩。把這些滿負荷工作點組成的曲線,圈內稱之為「外特性曲線」。它就是發動機的能力極限,這根曲線以下,沒有問題;以上的部分,臣妾做不到啊~
圖:外特性曲線好,我們開始引入第三個重要參數——油耗。既然知道扭矩、轉速,當前的耗油也能測出來!於是,傻傻的工程師把曲線以下的區域劃分成幾百個格子,也就是幾百個獨立工作點,不厭其煩地測量每個工況的油耗率。最後把結果填入格子,就是下面這個效果(實際上更密集)。圖:寫滿油耗的外特性曲線圖
好複雜啊!別急,如果把這些油耗看成高度的話,表格就變成3D的了,你可以想像成每個格子里都有一棟樓,只是樓高不一樣罷了,類似下面這張圖。圖:高樓林立
為了便於查閱和交流,工程師把油耗率相同的點連起來,構成類似地理上的「等高線」,這下子就清爽多了,於是有了大名鼎鼎的發動機萬有特性圖。圖:發動機萬有特性圖
最小的那個圈圈,就是油耗最低地帶,燃燒效率最高。任意駕駛風格和工況,都可以在圖上找到對應點,並判斷有多費油。下圖裡,我例舉了幾個常用工況,沒想到吧?圖:行駛工況點位舉例
可能有人會誤解,為啥看上去120km/h比80km/h更省油?今天暫不展開,否則就跑題了,對於今天的話題,大家只要知道這些等高線等效於發動機工作效率即可。工程師希望車子更加省油,就會盡量把常用工作點設計在最佳油耗區附近。
如果你搞懂了萬有特性圖,鼓個掌~ 我們繼續聊「為啥帶T更費油」。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
單純增壓對油耗的影響
我以某款2.0L自吸發動機為例,配圖說明。雖然示意圖都是我手繪的,但都真實有據,只是考慮到數據保密,不便直接掛原圖。
圖:某2.0自吸發動機的萬有特性
這台發動機很厲害,在測試中輸出可以超過200Nm,牛米數能超排量100倍的發動機很少的哦~。
如果經常跑120km/h,換擋點不低於3000rpm,那麼你的行車常用工況區域大致是下圖這樣的。如果你平時很少上高速,不到2500rpm就升擋了,常用區域就只有下圖陰影的1/4那麼大,而且更靠左下角。對於時不時地板油一下,拉個高轉速超車,都不是能夠長時間持續的,這裡不作為常用工況考慮。
圖:常用工況區間的分布位置
如果工程師給這台發動機加上渦輪,發動機峰值扭矩提升到255Nm,那麼這張圖就變成下面這樣了:
圖:2.0T常用工況的分布位置
增壓後的發動機,等油耗曲線其實是差不多的,最佳油耗區還在原位,只是外特性曲線以上又擴出去一些「新區域」罷了。發動機之外的其他地方如果都不變的話,那麼常用工況區域也不會變。
前面提到了,降低壓縮比來抑制增壓帶來的爆震,一些工況下還會退點火角,這些措施都會降低燃燒效率,增加油耗,所以你仔細對比上面兩張圖,會看到等高線上的油耗數值,是有細微差別的。
於是,結論來了,如果單純在原有發動機上加渦輪,其他都不變,駕駛習慣也不變,油耗會有所增加,因為發動機效率下降了。而現實中,駕駛者感覺動力充沛,更捨得踩油門,陶醉和炫耀推背感,實際的綜合油耗則會更高。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
小排量增壓是什麼鬼?
簡單地加一個渦輪,動力強勁了,油耗卻上去了,工程師怎麼辦呢?於是小排量增壓1.5T發動機問世!
這台1.5T,可以理解成2.0T發動機縮小25%後的產物,這種等比縮放,經常用於發動機設計開發。那麼就可以直接把前面那張2.0T的萬有特性圖,縱向壓扁25%,得到1.5T的版本,峰值扭矩仍是200Nm出頭,油耗值也會相應低一點。
圖:1.5T發動機的萬有特性圖
可能你還看不出更多端倪,不急,把常用工況區域加進去,就豁然開朗了。
圖:1.5T常用工況的分布位置
哦yeah!由於油耗等高線向下整體「壓扁」,最佳油耗區終於進入了常用區域,而且還引起了整個常用工況區域的油耗全面降低。
所以增壓後要油耗回歸,還得啟用小排量,因為小排量發動機的最佳油耗區更靠下,或者說「更接地氣」。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
關於變速箱調整
大家也發現了,終極目標就是要讓「最佳油耗區」和「常用工況區域」遇到一起。聊了這麼多,我們一直是讓前者去將就後者。懂變速箱讀者可能會問,為什麼不通過更改變速箱的齒比,抬高後者,去將就前者呢?
圖:通過降低主減速比改善油耗
這裡涉及到一個儲備扭矩的概念。降低主減速比,在同樣行駛狀態下,發動機會更費力,整個常用工況區域的確會向上拉伸,直到覆蓋最佳油耗區(如上圖,主減速比從4.5變為3.3)。這樣的確會比較省油,但是工作點太接近外特性曲線,在你需要加速超車時,就會發現動力不夠,車子肉更容易遭吐槽。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
寫在後面為了聊清這個話題,我花了不少時間畫圖,我覺得手繪版直接貼上來可能更有意思,希望可以幫助大家理解。
剛才舉例的是用1.5T達到2.0L自吸的效果,如果技術再NB一點,繼續下探排量到1.4T、1.3T,「接地氣」效應就會更明顯,油耗也會更出色。
如果下探到1.2T會怎麼樣呢?油耗會有質的飛躍,因為4缸可以變為3缸了,整整省掉一個缸也!這意味著發動機更小,機油、冷卻液更少,熱損失更小,熱車過程更快,要知道發動機自身熱損耗也來自燃油消耗啊;此外,發動機進一步大幅減重,輕量化繼續帶來燃油經濟性。
以BMW的3缸雙渦輪發動機為例,這個1.5L的發動機架構用作汽油機,可以榨取60~80Nm/缸(注意是每個缸!),如果用作柴油機,則可以達到75~110Nm/缸,注意,也是每個缸!
圖:BMW的3缸增壓發動機
圖:400馬力三缸發動機,輕到令人髮指所以說三缸增壓才是未來的趨勢,而且依然可以靠強大的NVH技術做得很平順,好多豪華品牌飽受吐槽的「8缸、6缸變4缸」,其實還算「厚道」的了。
此外,如今的增壓發動機往往會同步搭載各種新技術,直接提高燃燒效率,比如缸內直噴、分層燃燒、可變氣門升程等等,這些技術作為輔助手段聯合應用,大幅改善了增壓發動機的綜合表現,讓增壓機得以迅速普及。
至於變態的寶馬,技術玩到登峰造極,甚至用噴水的方法來抑制爆震,獲得更加激進的點火提前角,把增壓機的燃燒效率捍衛到極限。
現在,圈內的工程人士提到增壓機,默認考慮直噴和小排量等節油措施,再也不會單獨把「增壓」單獨提出來談論油耗了。所以「增壓是否省油」已經成了一個過時的問題。
諾諾總結:關於帶T省油還是費油的爭論,到此為止。
我將不定期回答更多的乾貨內容~~
--------------------------------------------分割線----------------------------------------------------
第一次認真地玩知乎,收到大家的贊很是受寵若驚,在這裡一併感謝大家了!
還有很多同學也向我的回答提出了質疑,也有匿名用戶寫答案指正我的回答,非常的感謝,特補充一段解釋這位知友可能有所誤會,我另加一段結論來說個明白。
--------------------------------------------分割線----------------------------------------------------1)同排量,即單純在自吸發動機上裝一個渦輪的話,同樣的駕駛風格下,經濟性會惡化;2)同動力,即較小排量增壓和較大排量自吸比較,前者經濟性更好;探討「帶T對經濟性的影響」,我的文章圍僅繞發動機的效率,不考慮其他的整車因素的改變,否則問題就複雜了,就像這位大神亮出來的油耗關聯圖一樣。 在我看來,就算把這張圖的影響都分析清楚了,最後還會有人冒出來說邏輯不嚴密,因為啥?因為「駕駛員」這個重要因素沒有考慮啊!司機不同,油耗差出20%不在話下。因此,我只能在一定的限制條件內探討效率的影響,固然存在局限性,但私以為,這對本題是一個很負責的回答。再次感謝這位匿名用戶的質疑!讓我來做個總結吧:
說渦輪省油的依據:
1、 渦輪能夠壓榨功率,從而在保證同等功率輸出情況下,發動機能夠小型化,排量減小,減少質量和體積,質量減小必然帶來整車燃油經濟性+1;
2、 如果減缸,發動機摩擦損失功又會減少一些,這樣熱效率又提升了一點點,燃油經濟性又+1.
3、 我們知道發動機一般在大負荷區域有最佳的燃油經濟性,當發動機小型化之後,發動機負荷使用率提高。
舉個栗子:四個人抬一百斤東西,每個人要出25斤力氣,而如果三個人抬的話,每個人就要出33.3斤力氣了,這樣每個人出的力氣大了,也就是說每個人負荷變大了。換句話說,抬同樣重量的東西,四個人抬,每個人就是工作在小負荷下,而三個人抬,每個人就是工作在相對大負荷下。
同樣的道理,小排量(比如三缸機)較之大排量(比如四缸機),能經常工作在中等大負荷工況,而中等偏大負荷工況相對節油。
中等大負荷為什麼省油呢:因為在中等偏大負荷下,缸內燃燒溫度壓力上升,平均有效壓力上升,總之燃燒狀況變好,熱效率就上來了。
4、增壓發動機由於進氣壓力高,因此泵氣損失相比自然吸氣要低很多。泵氣是活塞在抽吸的,要力氣的!
說渦輪不省油的:
1、渦輪增壓由於在排氣管加了一堆東西,實際上造成排氣背壓增大,從這方面考慮,排氣行程泵氣損失是要增加的。
3、呵呵,既然談論省不省油那就是得要有比較的了。你如果拿1.5T和1.5NA來比較的話,1.5T自然是沒有什麼優勢的,特別是在城市道路上,走走停停,渦輪增壓用處不大;要知道,渦輪增壓還是適合於通暢的高速大道;因此如果要說渦輪增壓省油,請與同等功率輸出的自然吸氣發動機對比才合適。
就城市道路那走走停停,渦輪能愉快的介入嗎,那還不是一個擺設
4、呵呵,雖然渦輪增壓能夠使發動機更早介入最大扭矩區間。你也知道是最大扭矩,對於一般車主誰tm有事沒事往外特性上跑。
每天刷幾十公里暢通無阻的高速上下班那就幾乎沒差別,Hemi 5.7的Challenger RT這一票的入門V8 Pony car可以輕鬆13L/ 100KM以內。但是近似馬力的小排量渦輪車比如2.0T的CLA45 AMG肯定綜合油耗不高於Challenger。
每天十幾公里上下班出門晚了就堵車堵你個半個小時的話,Challenger RT給你堵上出來個20不難,CLA45 AMG不知道能堵上13不。我來做個簡單回答首先要說,渦輪機的特性不是省油,本身也並不省油,只是中高轉速的動力比同排量自吸好一些,但此時的油耗也超過自吸。可以理解成用低排量的機器榨取動力同時也多耗油的代價,換取不屬於這個排量的動力。
大眾斯柯達昊銳1.8T車主怒答:1.渦輪增壓確實省油。2.省下的油錢買機油不夠。
謝邀 @Joseph Liu
可以考慮以下兩點:1.渦輪增壓在較低轉速就能達到峰值扭矩和功率。2.發動機摩擦扭矩是增加油耗的一個因素。舉個例子,假設兩款發動機都匹配了合適傳動比的變速器,發動機摩擦扭矩20Nm,當前車速下你需要100Nm驅動力矩來驅動汽車,T發動機可能只需工作在2000RPM就能產生120Nm的扭矩,而NA則需要工作在3000RPM才可以。由於摩擦扭矩做功和發動機轉動圈數是成正比的,那麼轉速高的NA發動機每分鐘摩擦扭矩做的負功就要比T發動機多50%。以上是T發動機省油的一個原因。點發布回答前發現 @張文川已經提到過這一點了,所以請摺疊吧。。。簡單講就是稀薄燃燒+減重 複雜的看其他答案
首先,這裡最靠譜的回答是 @張文川的回答。渦輪增壓可以降低摩擦損失,泵氣損失,這是確定無疑的,因為輸出相同動力,增壓引擎不需要那麼大的排量和缸數。同樣動力輸出,比6缸費油的4缸引擎應該是古董化石級的。
因此,說增壓引擎不節油的,可以洗洗睡了。難道沒人注意到@張文川的豐田背景么?
其次,引入國內的缸內直噴引擎基本都是均質燃燒,所以增壓引擎節油基本跟稀燃技術無關。
再次,渦輪增壓並不能提高燃燒效率,只能提高進氣效率。
在均質燃燒的前提下,理論空燃比一定的情況下,進多少氣,噴多少油,這是毫無疑問的,但是由於增壓發動機的扭矩平台特性,通過匹配適當的傳動系統,可以使增壓機在日常使用中比自然吸氣引擎更多地工作在高效率的區間內。這個就是增壓機省油的秘訣。自然吸氣引擎在高轉速高負荷區間內的效率是最高的,但日常使用時很少用到這個高效率的區間。高轉速高負荷的情況下,增壓機並不比自然吸氣更省油。
相比自然吸氣,增壓引擎最省油的區間是市內走走停停的工況,而在高轉速高負荷情況下,增壓引擎並不比自然吸氣省油。這一點可以從歐美的油耗測試中得到證明。
根據歐洲ECE循環工況測試的結果是增壓引擎很省油,但是Consumer Report的測試表明增壓引擎並不省油。為何會出現這麼大的反差呢?原因就在於測試的工況。CR測試的工況更嚴苛,停車時間更短,加速更快,途中再加速的工況更多,駕駛風格更激烈,而歐洲ECE的測試工況則與我們日常駕駛的情況更近似。這一點恰好從反面印證了,日常駕駛的時候,增壓引擎並不比自然吸氣費油,加上增壓引擎降低摩擦損失、泵氣損失的優勢,扭矩平台的特性,如果比自然吸氣費油反倒是不正常的
CR測試經常會採取在500英尺距離內從20邁加速到40邁的方法,在這種測試方法下,小排量渦輪增壓根本不省油。而且CR認為不僅是渦輪增壓不省油,就連混合動力的油耗數據都被高估了。Fuel Economy 增壓引擎最大的問題是工作環境比較惡劣,因此可靠性是最大的考驗。從維修保養的角度來講,還是自然吸氣為佳。但是,這個世上很少有十全十美的事情,痛並快樂著,才是現實。謝邀。問題中,同排量引擎,渦輪增壓的油耗理論上就會比自然吸氣高。因為增大進氣壓力的同時,燃油噴射也是增加的,稀薄燃燒是比較難實現的。沒有長時間類似工況的開過動力水平差不多的自然吸氣和渦輪增壓車型,不好做出評價。
渦輪的特點是,可以更早的進入最大扭矩區間,距離一般自然吸氣的最大扭矩出現在3500轉之後,而現在的渦輪機最大扭矩只要2000轉就可以達到了。也就是說,渦輪機可以用更低的轉速來獲得自然吸氣高轉速時候的提速能力。所以一般來說渦輪機的變速箱齒輪比和尾牙比可以設計的比自然吸氣的要稀疏一點,而轉速越低,需要的油耗也就越低。所以總結,渦輪機就要靠低轉運行來保證燃油經濟性。=========但是=========================首先渦輪還是比較費油原理是:發動機工作時,燃料必須和吸進的空氣成適當的比例,才能形成可以燃燒的混合氣,這就是空燃比。從理論上說,每克燃料完全燃燒所需的最少的空氣克數,叫做理論空燃比。各種燃料的理論空燃比是不相同的:汽油為14.7,柴油為14.3。。。而渦輪增壓的特點就是往汽缸里壓入更多的空氣,同時噴射更多的燃油,獲得更大的爆炸力,從而實現排量不變但是動力變強的效果。所以變速箱齒輪比不變的情況下同等排量的渦輪機比自然吸氣好耗油多的多。一般都是通過縮小變速箱齒輪比,降低行車轉速來省油。其次,空氣加壓後會升溫,渦輪的排氣側的高溫(可以把金屬管路燒紅程度的高溫哦)會提高進氣溫度。而空氣中的含氧量會隨著溫度的升高而降低。所以渦輪增壓必須有中冷器來給進氣降溫。缺點是,中冷器+上複雜的進氣管路會增加渦輪遲滯,同時額外的零件重量也會增加油耗,同時車輛的前後重量平衡需要重新設計。另外,即便是有中冷器,其進氣的溫度還是會比自然吸氣的高,因此,如果是夏天高溫天,實際的進氣(氧氣)效果會更差,缸內的溫度會更高,為了防止汽油自然震爆,ECU會自動調整點火提前角,影響動力。================================================所以,綜上所述,渦輪其實未必比NA省油,特別是在走走停停的城市裡。但是渦輪可以實現小排量大動力。因此,在那些有閹割排量稅的國家,小排量是避稅法寶。像寶馬M3/M4,直接從4.0V8變成3.0T L6了。中國大陸的稅率可以從94%直接下降到66%。價格便宜好賣車。。。。而美國人不是按照排量收稅,而是根據測試認定的油耗數據,二氧化碳排放數據收稅的。而大排量未必高油耗,雪佛蘭考維特Z06,搭載一台排量7升的V8自然吸氣引擎,100巡航只要1300轉,安穩點開,也就一個日本車的油耗(參考:從Z06的油耗成績淺談排量和燃油經濟性的關係)。還有美國雷克薩斯那些動不動就是3.0混合動力,又沒有排量稅,又實際的排放又小,各種便宜。另外,下面列舉四條給人們帶來大排量引擎較費油這種認識誤區的原因。
1,普遍來說,車身尺寸越大、重量越大的車型所搭載的引擎排量也越大,因此很多人「跨級別」比較不同車型的油耗之後,將原因單純歸咎於排量,比如因為2.0排量的凱美瑞比4.7排量的陸地巡洋艦更省油,因此就認為小排量比大排量省油,這種認識是錯誤的。因為造成兩車油耗差異的主要原因是重量和行駛阻力。
2,對於同一個車系來說,大排量車型確實往往較小排量車型費油,比如6.2的卡瑪洛比3.6的卡瑪洛費油,很多人就因此認為大排量引擎一定比小排量引擎費油,這也是錯誤的。因為大排量引擎只是比小排量引擎具有更高的動力潛力,或者說是更容易被調校出較大的功率,對於引擎調校,動力和效率是一對不可完全兼顧的訴求,在大部分情況下二者甚至是完全對立的存在,所以同一車系中造成大排量引擎表面上比小排量費油的原因其實不是排量本身的糟粕,是因追求動力而被調校成犧牲效率的結果;換句話說,同等技術水平下,同一車系中的大排量引擎如果調校成與小排量相同的功率,那幾乎不會比小排量費油,而相反將小排量引擎調校成大排量的那種功率水平,往往會比大排量費油得多。
3,由於全世界除美國以外的其它很多地區都有排量稅政策,因此近年來許多廠家都將研發重點放在了可發揮同等動力,卻排量更小因此可規避更多排量稅的小排量增壓引擎上。同一品牌中許多新研發的小排量增壓引擎確實比老舊的大排量引擎省油而又動力強,但應當指出的是,這並不是小排量的功勞,而是更高的技術水平帶來的貢獻。實際上如果廠家將同樣的研發成本投在大排量引擎上的話,也可以達到並不遜色的表現。典型例子是美國三大廠家研發的許多大排量引擎諸如克萊斯勒的Pentastar,福特的Coyote,通用的LFX和經典的LS等等都具有非常出色的效率和動力兼容性。
4,普遍來講大排量引擎具有相對更高的峰值動力,因此很多熱衷於享受動力性的人在駕駛較大排量引擎車型時往往更激烈,由此帶來了比小排量車型更費油的結果,但這與第二條類似,並不是排量本身的問題,而是在於人為因素和動力潛質。如果以同樣方式駕駛大排量和小排量引擎車型的話,油耗結果往往相差不會太大。
==========================================================================
幾位大神都是有理有據 很牛逼 我不補充了,我說個經驗: 同樣車型(拋開發動機都一樣)同樣功率,高速巡航渦輪發動機省油,自然吸氣略費油。激烈駕駛 滿功率輸出 ,渦輪省一點點 因為功率來得早。 市區走走停停 渦輪省油,因為渦輪進入滿壓困難 實際輸出功率不如同(滿功率)自吸。
最後 如果外部條件一樣,渦輪省油。本質上 發動機小型化和利用了廢氣的能量 宏觀上很好理解。如果其他條件大幅度變動,則比較沒有意義柴油機已經全面渦輪化了 從原理上解釋渦輪增壓費油的可以看看柴油機
2.0t,市區上下班百公里11
渦輪發動機是靠增加進氣量,加強油料充分燃燒而增加動力,但為什麼部分車型油耗比同排量自吸發動機高?
A:不是加進氣量充分燃燒,而是加進氣量燃燒更多燃料提供足夠的扭矩,由於有渦輪提供足夠的空氣,發動機在很多的轉速區間都可以燒足夠的燃料獲得最大扭矩。發動機畢竟不是空轉的,不是給油馬上轉速就跟上。
自吸機器不用,設計的時候時速120是最大扭矩轉速(發動機力氣最大),那麼在時速80的時候,無論你油門是多少都不是最大扭矩,轉速不夠,空氣不夠,ECU只會給指定空燃比的油,以免浪費,這時給油門車子是在提速,但是感覺車子不夠力(扭矩不夠)。那麼渦輪的優勢體現在哪裡?
A:主要體現在最大扭矩轉速區間大,畢竟車子是有重量的,要推動車身和乘客,扭矩大了,力氣大,提速快。1.6T能夠輸出超過2.0L的功率。那麼1.6T發動機相對輕量化,小型化,達到節油的目標。謝邀。
題主對turbo的理解似乎有一些偏差:「渦輪發動機是靠增加進氣量,加強油料充分燃燒而增加動力」,其實渦輪增加動力的原理是利用發動機排放的廢氣驅動渦輪實現強制進氣,使單位時間內進入發動機的混合氣高於同排量的NA發動機,從而使其馬力更大。
所以說,turbo能夠做到的事其實是在不變動排量的情況下輸出更大馬力,但這些馬力還是建立在消耗燃油的基礎上的,所以說渦輪不能節油。而我們平常觀察到的「渦輪節油」是因為大家一般在日常駕駛中不會將車全力催谷,所以渦輪車在同樣輸出的情況下轉速低於NA車,最終反映到賬面上的結果就是渦輪比較省油。
至於渦輪的優點,我認為就是扭力來得比較快,直觀感覺上就是車子有勁,一點就走。這事是公說公有理,婆說婆有理,糾結原因是很難找到合適的兩型發動機或者車進行變數可控的對比,大家都是小馬過河一般憑自己的經歷或理解來說。
從理論上來說,增壓機有幾個特點利於省油:(1)降低進氣損失,但這個要分工況:中大負荷下,可能會通過大開節氣門來降損,增壓工況下,通過回收廢氣能量來提高效率,就是示功圖上那塊正能量部分;但如果增壓機一直工作在小負荷區域,比如進氣壓力低於60千帕,那增壓器就是一個拖累,因為它有提排氣背壓的趨勢,如果看官說把旁通閥全開了就好了,但這樣會加重加速遲滯,所以渦輪是一直在工作的;(2)大家熟知的發動機輕量化,但沒有看到有人說明輕量化化實質是輕量化活塞連桿和曲軸,並不是發動機的整體重量。增壓機的活塞等輕量化後,其消耗的能量在任何工況下都會降低;(3)增壓機低速化後降低磨擦損失和絞動機油和變速箱油的損失,該損失和轉速的平方成正比,相當可觀;(4)小排量降低缸內表面積,降低磨擦損失和熱量流失的損失;(5)中冷會增大進氣損失,但工程師會將其降的儘可能低,但小負荷下進氣速度小,影響很小,大負荷下有增壓器來補償,影響也小;(6)增壓條件下的爆震傾嚮導致點火角極劇後退,損失大量效率,最狗屎的地方,如果熱管理做得很差,那這一塊會相當難看;差不多了,總歸比較這種油耗是很困難的,因為變數太多,如果動力系統的匹配不合適,那增壓機的表現可能很難看;開車習慣如果正中增壓機的死穴區,那也會很難看。基本上在中高速下,增壓機的優勢明顯,老堵車的話,還是自然吸氣吧。無論什麼機器,都不能包打通關。本田思域type r
上一代自然吸氣,官方公布油耗9升,新一代渦輪增壓,官方公布油耗7升。排量都是2.0推薦閱讀:
※汽車的平台與底盤的區別是什麼?
※為什麼 Wagon(旅行車)在中國不流行?
※你為什麼買跑車?
※25萬買什麼車性價比最高?
※朝鮮有哪些汽車?