為什麼豪車大排量的車發動機都是用機械增壓,而小排量的中小型用渦輪增壓?

R998


其實題主的問題中已經回答了問題的一部分,那就是採用“機械”增壓的的發動機必須滿足一個“條件”,那就是“排量夠大”(這點文中會有說明),目前我們的汽車市場上大多數為“渦輪增壓”車型,這倒不是說“渦輪增壓”便宜,而是“渦輪”更適合小排量車型提高馬力。也有部分車型採用雙增壓(不是雙渦輪增壓,而是渦輪+機械),“機械增壓”排量門檻至少要到3.0L,比這個排量小的機械增壓也不是沒有,但是效果不理想,下面我來說說“機械”與“渦輪”有什麼不同。

1.機械增壓:我用大白話來說明“機械增壓”不會過多引入太專業的“術語”為了讓更多的朋友看懂。。“機械增壓”在“車尾”命名為“缸數+T”,比如奧迪S6的V6T而不同與“渦輪增壓”排量+T比如2.0T。在“增壓”方式上與“渦輪增壓”有本質的不同,下面上一張圖,結合圖說明。。


如圖,這就是一個“機械增壓器”,它的運轉靠“發動機轉速”帶動,“機械增壓器轉速”是完全連動於“引擎轉速”,兩者呈現平起平坐的現象,,它的好處就是隻要發動機開始運轉,“機械增壓器”就會立刻介入,而不同與“渦輪”的2000轉介入,由於“介入轉速”與“發動機轉速”同步,所以“機械增壓車型”加速非常線性,不存在“渦輪增壓”的遲滯(雖然現在的渦輪越來越小也並沒有太明顯的遲滯了)。雖然“機械增壓”看似完美,但卻存在明顯的短板。。。

(1)增壓值低:“渦輪”靠“廢氣”工作,“轉速過萬”十分常見,而“機械增壓器轉速”與“發動機轉速”同步,現在車子的發動機能有多少轉?6、7千到頭了,而實際上“機械增壓器”最高轉速也只有3000轉左右,所以“機械增壓器”增壓值小,對於動力提升並不明顯,若排量低還會影響動力。。


(2)高轉速下“機械增壓器”與“發動機”形成相互阻礙:機械增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動,而引擎的負擔越輕,轉速提升就越快,但當發動機到達高轉速下,轉速上升扭矩降低(內燃機特性)就會被“機械增壓器”消耗更多的能量,而引起自身動力輸出的減弱,當然這事我們想象的狀態。。而實際上“機械增壓器”產生的能量(增壓值)與阻力成正比關係,如果一味追求增壓值,雖然引擎輸出的能量大增,但是相對的增壓器內部葉片受風阻力也會升高,當阻力達到某一界限時,增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔,嚴重影響引擎轉速的提升,這樣在高轉速下,發動機自身的動力輸出會嚴重損耗,損耗在“機械增壓器”高轉速運轉之下。

所以採用“機械增壓”的發動機排量幾乎都是“大排量”因為大排量發動機扭矩更大足以“承受”“機械增壓器”運轉所帶來的損耗,如果弄個1.5L裝個機械增壓,可能會幫倒忙。



2.渦輪增壓:這個估計朋友們大部分都明白,靠“廢氣”驅動運轉,優點是增壓值大,對馬力提升明顯,對發動機自身影響小,靠廢氣嘛。但是短板在於,無論是“大或者小”的任何渦輪都有個“介入轉速”,介入之前都會有“遲滯”(1000多轉介入的小渦輪,實際上感覺不到遲滯,只是理論上存在),渦輪我就不細說了,哪都能查到。



對於“機械增壓”來說“線性不遲滯”但是“提升動力有限”,而對於“渦輪增壓”來說:“大號渦輪”對於“功率提升”明顯,但是對於“介入轉速”依賴高,低轉速下扭矩嚴重不足(嚴重遲滯)。而“小號渦輪”介入轉速低,低轉速下扭矩高(不遲滯),卻對功率提升不明顯。現在汽車排量越來越小,3.0已經是目前“跑車”或者“性能車”的“黃金”排量,就拿3.0來說做“機械增壓”,頂多是個“奧迪s5”的水平,“帕納梅拉”不滿意,做“渦輪”,大渦輪“低鈕不夠”,小渦輪“功率不夠”,那麼該怎麼同時滿足“低鈕足”而且“功率大”呢?“雙增壓系統”應運而生,“機械”+“大號渦輪”,發動機“低轉速”下靠“機械增壓”滿足足夠的“低鈕”,高轉速下“機械增壓”停止工作,因為是高轉速下,產生了足夠多的廢氣直接帶動“大型渦輪”運轉,提供了足夠大的功率。。這樣就很完美啦。


非專業車評

歸根到底一個字:貴!

要知道機械增壓需要加裝機械增壓器,那價格是不菲的,通常也只有豪車上才會使用,不過不過出現動力遲滯的現象;

渦輪增壓相對便宜,所以用在中小型車上,而且隨著T的普及,成本越來越低,可以大範圍使用。


車域無疆

汽車發動機發展至今也已經有100多年的歷史了,隨著技術的不斷革新,很多先進的技術不斷應用在發動機上。也因此,形成了很多類型的發動機,比如當下,除了自然吸氣發動機之外,機械增壓動機、渦輪增壓發動機已經非常普遍,應用範圍也非常廣泛。從1.0L排量到5.0L排量甚至更高,都在應用增壓技術。

但是仔細比較,我們會發現一個現象,比如同樣是增壓,有機械增壓和渦輪增壓兩種類型,再進一步研究發現,一些豪車大排量的車,比如3.0L以上的增壓發動機多是採用機械增壓,而小排量的中小型車多是採用渦輪增壓,這是為什麼呢?

實際上,這與兩種車型的定位有很大關係,豪車一般都追求動力性能,因此要求動力響應;而中小型車,一般是家用車,多考慮燃油經濟性,而對動力性能要求不高。接下來,我們從機械增壓與渦輪增壓發動機不同中找出兩種車型為什麼會採用不同的發動機方案。

機械增壓是利用發動機本身的動力,來帶動一個壓氣機,進行增壓。所以,特點就是傳遞直接,汽車啟動就能工作 。但它4在高速狀態時損失動力較明顯。而渦輪增壓是利用發動機產生的廢氣動力,推動風扇,進行間接增壓。所以特點就是不能直接的進行增壓,低速狀態下排除的廢氣不能推動風扇,要在一定轉速以上才可以 。這也就產生了所謂的渦輪遲滯顯現,這也是渦輪增壓的通病。但在高速時動力增壓明顯。一半小排量都是用渦輪增壓的 ,大排量用機械增壓的比較多。


汽車觀察家

純手打回答!

提主說道為什麼機械增壓更多的是用大排量上,這要跟機械增壓的工作特性說起。機械增壓器一般是通過皮帶直接跟發動機曲軸連接,其產生的增壓壓力跟發動機的轉速是呈線性增長的。在發動機轉速較低的時候,增壓器起不了作用。而因為機械增壓器工作本身也要使用發動機動力,這會導致使用機械增壓器的發動機低轉速增壓器沒有起作用時扭矩比較低比同樣發動機自然吸氣還糟糕。綜上所述:機械增壓要是用在小排量發動機上我們低速行駛時就會動力不足。


渦輪增壓器為什麼使用在小排量發動機上也是跟其工作特性有關係。因為渦輪增壓器工作對發動機動力損失較小,而且介入的轉速比較低(現在的小慣量渦輪增壓器已經可以做到在1200轉左右介入工作)。渦輪增壓器的使用,對小排量發動機有比較好的效益,比如1.4T的渦輪增壓發動機動力可以達到以前2.0自然吸氣發動機的水平而油耗保持在1.6自然吸氣的水平。在全球環保政策日趨嚴格的情況下渦輪增壓小排量發動機得到了大面積的推廣。

還有一種發動機是我們比較不常見的,就是機械和渦輪雙增壓結合了兩者的優點在低轉和高轉均有比較好的扭矩輸出。比較知名的就是大眾的TSI不過不是大眾在國內使用的TSI國內的是經過閹割的。像進口的高爾夫旅行版1.4t那個機子就是雙增的。

純手打求關注。大家有汽車方面的問題也可以問哦。


無證網民

首先說一下,現在大排量發動機也在向渦輪增壓轉向,這個下文再細說。

在我看來,小排量不選擇機械增壓,最主要的原因還是機械增壓會佔用一定的發動機功率(機械增壓通過曲軸箱帶動皮帶或者鏈條從而帶動壓氣機來向進氣歧管中壓縮氣體),而小排量發動機的主要設計取向是節油,機械增壓在這方面沒什麼優勢。

而渦輪增壓是利用發動機運轉時所排出來的廢氣,來提供轉子轉動需要的動力,相當於廢物利用,自然受小排量車型的青睞了。

既然機械增壓只要發動機有動力輸出就可以啟動,它的增壓空間會更大,不會像渦輪增壓那樣需要到一兩千轉才能開始起作用。

另外,由於空氣壓縮完全是按照發動機轉速線性上升,自然能和發動機動力輸出更好的融合。在這些特點的加持下,搭載了機械增壓的發動機往往有著更好的動力響應速度和平順性。

總之,可以說這種特性對低速動力輸出要求高、排量較大、對輸出平穩性要求高的車型會很有吸引力。

但在節能的大趨勢下,現在很多大排量車型開始捨棄機械增壓,轉而使用雙渦輪增壓了。

比如:

1. F-150猛禽搭載EcoBoost V6 3.5L雙渦輪增壓發動機;

2. M3搭載直列6缸3.0L雙渦輪增壓發動機;

3. 911 Carrera搭載水平對置6缸3.0L雙渦輪增壓發動機;

4. RS6 Avant搭載V8 4.0L雙渦輪增壓發動機;

5. AMG S65L搭載V12 6.0L雙渦輪增壓發動機;

6. 賓利添越搭載W12 6.0L雙渦輪增壓發動機。等。

簡單說,通過增加一隻低速渦輪,在發動機低轉速的時候,較少的排氣即可驅動這隻渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力。

一大一小兩個渦輪,跟機械增壓+渦輪增壓的原理差不多,而且還在壓榨動力上面很有一套。

當然了,雙渦輪增壓和機械增壓一樣,成本會更高些,所以一般小排量汽車還是無福消受了。


東拉西車

我用盡量簡單的方式來回答一下為什麼多數情況機械增壓用在大排量發動機上,渦輪增壓用在小排量發動機上。

首先明確一點,機械增壓的優點是動力隨叫隨到,非常線性平穩,等同與自然吸氣。渦輪增壓一定是有動力遲滯,不會在發動機啟動時就介入併發揮渦輪增壓作用,有些調校不好的渦輪增壓車還會動力突兀,達到某個閥值突然渦輪增壓做功,不利於控制行駛速度。

機械增壓的特點是:通過皮帶與發動機聯動一起,發動機一轉動機械增壓就開始介入,所以沒有增壓遲滯問題,幾乎就跟自然吸氣發動機一樣動力隨叫隨到,線性平順。但是正因為機械增壓是通過皮帶與發動機聯動的,所以必然會消化發動機的部分動力。

比如1500轉發動機需要消耗10馬力帶動機械增壓器工作,而機械增壓反哺給發動機30馬力,這時候發動機就相當於瞬間多了20馬力。

可是,發動機轉速越快,機械增壓消耗發動機的動力就越多,對於小排量發動機來說,當處於高轉速的時候,就變成小馬拉大車,為了增壓50馬力出來,發動機也要消化50馬力,等於沒增壓,白做功,轉速上4000轉後可能還拖累小排量發動機,所以機械增壓不適合小排量發動機,而大排量發動機不僅不容易被機械增壓拖累,還能在高轉速時不讓機械增壓器工作,因為高速時3.0L的自吸排量足夠跑很快。



渦輪增壓的特點是:通過排出的廢氣來驅動渦輪增壓器,與發動機不需要皮帶聯動,所以不消耗發動機本身動力,純加法。

缺點是動力會遲滯,哪怕是那種標稱1500轉以下就能介入的小渦輪,實際路試中也都要到2000轉才能發揮渦輪動力,比如奔馳M274;而大渦輪標稱2000轉左右介入,實際能體現出渦輪動力要2500轉以上了,比如凱迪拉克。

所以,渦輪增壓即可以用在小排量發動機上,也可以用在大排量發動機上。

小排量用渦輪增壓,大排量用渦輪增壓與機械增壓都可以,而有一種搭配是大小排量都可以用,那就是(機械增壓+渦輪增壓),追求又有高動力又線性平順的高級車會這麼搭配,成本很高。小排量中比較著名的是進口大眾2011款的1.4T高爾夫旅行車與尚酷跑車,用的是1.4排量機械增壓+渦輪增壓的組合,動力達到了大眾1.8T渦輪增壓的水平,而體驗方面也是超過了自家的1.8T發動機,但成本高,所以後來改用單渦輪增壓了。



另外補充一點,很多人覺得機械增壓器結構很簡單,所以一定比渦輪增壓器便宜,這麼認識是不對的,渦輪增壓構造複雜一些但不追求精度,而機械增壓要追求機械精度,成本很高,不然很多小排量車都能機械渦輪雙增壓了。


山下木頭

既然機械增壓和渦輪增壓都有缺點,為啥不研究第三種方式。機械增壓佔用空間大小排量車用著又會增加油耗和失去本身一些動力。渦輪增壓一兩千轉的時候,由於廢氣量小而帶動不了渦輪增壓達到增大進氣量的效果。我本人想了一種方式,但是目前不知道有沒有車廠研究出來或者正在用。我想既然那兩種缺點可以試試第三種。電子增壓器,通過發動機曲軸加一個脈衝器,給電子增壓器發送信號。記發動機轉一圈電子增壓器也會跟著轉一圈。這樣還不會影響小排量發動機油耗和損失動力。也不會在渦輪增壓在一兩千轉時候的渦輪工作不給力


李光印43806128

這個肯定是性能方面更好啊,首先機械增壓輸出動力更直接,更線性,沒有高不成低不就的感覺,開起來也比較穩定,更成穩,保養起來也無須像渦輪增壓發動機要使用全合成機油,壽命更長,發動機工作溫度低。



還有就是渦輪增壓介入需要時間,機械增壓反饋速度更快更靈敏,低速度狀態下,機械增壓相對油耗要高一點。因為機械方面的性能和技術要求都比較高,所以價格很高。


以渦輪增壓來說,理論上,是要氣缸本體當初設計時,氣缸壁夠厚、耐得住壓力,只要增加渦輪增壓器本體的尺寸和數量,增壓力道幾乎可以無限制增加。但是渦輪增壓的一個馬力也沒法跟機械增壓相比,而且因為其的缺點,經常要去維修保養。

所以豪車多數用機械增壓還是有其貴的原因,有比渦輪增壓所不具有的優點好處。


EV新視界

應該這樣說,豪華大排量汽車如今都是渦輪增壓與機械增壓搭配使用。相互彌補,取長補短。


眾所周知,渦輪增壓發動機最大的問題是動力響應遲滯的問題!由於渦輪是通過尾氣帶動旋轉,再吸入新鮮空氣到燃燒室內。中間進過多個環節,且一般的渦輪要到2000轉左右的發動機轉速才能發揮增壓的作用。不可避免的會造成動力延遲。

而機械增壓是利用發動機本身的動力,利用曲軸來驅動吸汽渦輪工作,來達到增壓的目的。

這一工作原理,就決定了其增壓不會有渦輪增壓機的動力延遲問題。與渦輪增壓器搭配使用,可以有效消除一般渦輪增壓發動機初段動力羸弱的問題!

如大眾的TSI發動機就是最好的例子。不懂別亂說,TSI發動機哪有機械增壓?懂車的老司機這時候該跳出來糾正我了。但請小夥伴們先彆著急,聽我說完。

正真的大眾TSI發動機是有機械增壓器的,只是裝配在國產大眾汽車裡的TSI發動機被閹割了!這就是洋大人們對我國人民的優待了……

所以並不是豪華大排量汽車不用渦輪,只用機械。而是會搭配使用


樂見花

這個標題存在嚴重誤導!

增壓器發展到現在,出現透平膨脹增壓機和螺桿壓縮機。從兩個結構設計展開RCM故障分析:透平結構簡單,體積小,轉子及滑動軸承壽命可大10-15wh。達到膨脹機允許氣量即可介入轉動增壓,唯一問題就是高速轉動,浮環密封漏油問題,不過現在看已經穩定解決了

渦輪增壓機屬於尾氣能量回收機械,經濟效益高,沒有其他能量損耗

螺桿機需要2套轉子和6副軸承和1副齒輪,體積、零部件損耗也就5-6w小時可靠性。

技術優勢無,尺寸優勢無,價格優勢無,唯一優勢就是在啟動和初期加速,曲軸一直帶動螺桿機運行,但發動機也因此存在一個負荷,油耗高,也只能用在大排氣量發動機上

綜合,螺桿機沒有任何技術和經濟上的優勢。

即使有幾個廠家存在,也只是技術發燒,不具有時代代表性


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