渦輪增壓到底省不省油?最接地氣的分析,看完就知
文 李奇
「既想馬兒跑得好,又想馬兒不吃草。」這種說法和有些朋友購車時選擇渦輪增壓發動機的初衷有些類似。不同之處在於,大家都知道這種說法並不可靠,想要馬兒跑得好、吃得就必然多。但是換了一個不熟悉的發動機領域,卻希望這種矛盾被完美解決。那渦輪增壓到底是不是答案,又能不能省油呢?
解釋渦輪增壓發動機省不省油這個問題之前,必須說明的一點是,影響油耗的因素實在太多了,比如發動機排量、變速箱擋位數、駕駛習慣、行駛路況、車輛的風阻係數、整備質量,甚至包括當地的天氣情況等,所以想要給一款車下一個省油或者不省油的結論幾乎是徒勞。
不過,也正是因為影響油耗的因素太多,又與人們用車的主要開支——油費密切相關,導致人們在油耗這個問題上發揮了充分的想像。於是,就形成了諸如日系車省油、美系車廢油,渦輪增壓發動機省油、自然吸氣發動機廢油,車重廢油、車輕省油的傳統認識。當然,我們也無法用短短的一兩千字就告訴您哪款車省油或者廢油。不過,看完以下這些您會對油耗有個更準確的認識。
需要補充說明的一點是,以下兩個表格的數據全部來自不同車企的官方數據。使用這些數據的好處是可以消除很多人為因素的影響,而且這些數據也經過了相關部門的認證,相對比較可靠。需要注意的是,由於不同車型的差別太大,我們只能採取近似比較的方式進行說明。
低速行駛,渦輪增壓發動機廢油
上述表格中,有一項是生產渦輪增壓發動機車型的車企所沒有公開的,那就是渦輪增壓發動機的壓縮比。這是因為渦輪增壓發動機的壓縮比是變化的,當渦輪介入後進入氣缸的空氣會比渦輪介入前多很多,發動機的壓縮比也會因此大很多。
不僅如此,由於渦輪介入後氣缸的壓力非常大,所以一般渦輪增壓發動機會把渦輪介入前的壓縮比設置的比較低(現在很多自然吸氣的發動機壓縮比設置在11:1左右,而渦輪增壓發動機的壓縮比則大多設置在10:1左右)。這就導致渦輪增壓發動機在渦輪介入前比同排量的自然吸氣發動機更廢油。不過,好在現在的發動機都能夠檢測進入氣缸的空燃比,從而控制點火時間使燃料充分燃燒。
加速過程中,渦輪增壓發動機省油
一般來說,汽車發動機的排量和功率是成正比的,要提高發動機的輸出功率,最直接的方法就是提高發動機的排量。但排量提高的同時,如果其他條件不變,發動機製造的精密程度、重量、能耗就會增加,其缺點也是顯而易見的。
在發動機排量一定的情況下,要提高輸出功率,最有效的方法就是提供更多的燃料,這就要求向氣缸內輸送更多的空氣,這是傳統自然吸氣發動機難以保證的。也正是在這樣的情況下,渦輪增壓發動機誕生了,一台發動機裝上渦輪增壓器後,其最大功率可提高大約40%。
通過表格中不同車型的對比也很容易發現渦輪增壓發動機1.8升的排量可以提供相當於自然吸氣發動機2.0升的功率。扭矩方面,更是可以與2.5升自然吸氣的發動機媲美。而且隨著渦輪的介入,渦輪增壓發動機的最大扭矩和最大功率都可以持續較長的時間,這就使渦輪增壓發動機在較低的轉數即可輸出較大動力,對加速的過程非常有利,這也使得渦輪增壓發動機加速時會比較省油。
巡航模式時,油耗基本相同
有德系車主談到自己的邁騰油耗時,頗為自豪地說:「高速公路上,開啟巡航模式,渦輪增壓發動機非常省油,百公里油耗也就5升多。」通過上述表格的對比,不難發現雅閣2.0升,天籟2.0升、2.5升和凱美瑞的2.5升自然吸氣發動機車型和邁騰1.4T渦輪增壓發動機車型在90千米/時定速巡航時,油耗也都不超過6升。
之所以出現這樣的情況是因為高速巡航時,發動機做工主要用來克服空氣阻力,當空氣阻力相同時,發動機輸出功率大致相同,產生的油耗也會比較接近。可以從另一個角度來理解這個問題,燃料本身的能量是一定的,在充分燃燒的情況下,所能釋放的能量也是一定的,渦輪增壓發動機只是在小空間里容納了更多的燃料和空氣,與大空間里容納同樣多的燃料和空氣產生的效果相同。
高轉數行駛,渦輪增壓發動機廢油
由於進氣壓力、氣缸承受能力、噴油系統工作壓力、渦輪壽命等因素的影響,渦輪是在一定發動機轉數區間工作的。當發動機轉數超過渦輪的工作區間,它就不再能夠為發動機提供足夠的空氣,但是此時噴油系統仍會向氣缸內供給更多的燃油,導致燃油不能夠完全燃燒,這時渦輪增壓發動機只相當於同排量的自然吸氣發動機,與和它動力相當的大排量自然吸氣發動機相比會比較廢油。也就是說,超過渦輪工作範圍,1.8T的渦輪增壓發動機會比2.0升以上的自然吸氣發動機廢油。
進氣結構和變速箱對油耗的影響也很嚴重
上述表格中有幾組數字讓人感覺非常不可思議,一組是天籟2.0升和2.5升車型的油耗對比,在採用同樣的變速箱、發動機壓縮比相同的情況下,車身更重的2.5升車型油耗沒有增加,而是與2.0升車型持平。其實,這中間藏了一個秘密,2.5升車型採用了更先進的進氣結構,導致發動機的燃燒更加充分,因此並沒有因為排量增加而影響油耗。
另一組值得關注的數據是整備質量更重、動力更強勁的凱美瑞2.5升車型比2.0升車型油耗更低。這是因為這兩款車採用了不同的變速箱,這說明變速箱的擋位越多在車輛高速巡航時,能夠使發動機維持的轉數越低,油耗也會更低。能說明類似問題的是帕薩特1.8T與邁騰1.4T的油耗對比,整備質量更重、動力更強勁的帕薩特油耗卻低於整備質量更輕、排量更小的邁騰,這中間大概也是變速箱的傳遞效率問題。
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