同一臺發動機是怎樣調出高低功率版本的?

聊聊車


在這個節能減排,以環境保護為前提的大環境下,各大汽車廠商都相繼研發渦輪增壓發動機車型,高級一些的主力車型目前都是以2.0升渦輪增壓發動機為上銷量車型,但是每家的2.0T能夠產生的馬力又不一樣,區別在於發動機本身?還是在於電腦ECU的調校?


首先總結幾款發動機數據:

寶馬2.0T,有184匹馬力、252匹馬力

皇冠2.0T,有235匹馬力

沃爾沃2.0T,有254匹馬力、320匹馬力

奔馳2.0T型號最多,有184匹馬力、245匹馬力、258匹馬力、299匹馬力

同是2.0T發動機,高低功率是如何產生的,我用一句大家都能聽得懂的話說,就是不同功率的2.0T發動機所使用的渦輪大小不一樣,渦輪產生的進氣壓力不一樣,在發動機缸內容積相同的情況下,進入的空氣質量增加,產出的馬力就會不同,凱迪拉克的2.0T渦輪發動機能夠將進氣壓力增加到1.2bar左右產出了279匹馬力,而普通的2.0T的渦輪進氣壓力只有0.8bar左右,這就是區別,當然提高馬力不只是增大渦輪如此簡單,以奔馳為例,奔馳E200的184匹馬力和E300的258匹馬力同是2.0T,價格相差4萬,只是ECU電腦程序不同嗎?當然不是,除了更換更大的渦輪,進氣和排氣也必須加大,發動機內部零件也都是經過強化的,比如缸蓋、活塞、連桿、水泵等,否則根本不能承受如此大的做功壓力。


看到這裡朋友們能明白了嗎,同一臺排量相同的發動機高低功率不是單單靠改電腦ECU的程序去改變的,其實2.0T的機器理論上能達到輸出400匹馬力,如果爆改的話甚至會更高,也就是說相同排量的發動機是可以經過增強零部件強度產出不同的馬力,但是朋友們不要相信刷電腦就能把低功率改變成高功率,不但對車輛有損傷而且對駕駛也不安全。


車光熠然


同一臺發動機出現高低功率版本往往指的是渦輪增壓發動機;自然吸氣發動機也能實現高低功不能版本,不過代價則要更大一些,不同版本的動力差異不大,相比較渦輪增壓發動機而言自然吸氣發動機的控制策略少一些;早期的渦輪增壓發動機硬件一致,只是通過調整節氣門、洩壓閥的不同組合來實現不同的動力,說白了就是通過調整軟件來獲取不同的功率;但現如今的大部分發動機高低功率版本之間除了參數不同,連硬件也存在差異,而且是明顯的差異,這種情況下就沒辦法僅靠調整參數來獲得動力了,可以操作,但後患無窮!



同排量的渦輪增壓發動機為什麼動力差異那麼巨大,差異在哪?

咱們先不談同一臺發動機,而是談下為什麼市場上同排量的渦輪增壓發動機動力差距那麼的巨大?比如大眾的2.0T高功率版本220p、凱迪拉克ATSL達到280p、而奔馳的M133同樣是為2.0T的發動機,動力卻達到了接近400p,產生這樣明顯差異的原因是什麼?要知道同排量以及同時代的自然吸氣發動機動力相差幾乎是無幾的;主要差異就是渦輪增壓值不同,大眾的2.0T增壓極值大概在0.8Bar、AtsL的增壓極值在1.2bar左右、而m133的增壓極值在1.8Bar左右;所以這樣就產生同排量的增壓發動機出現不同功率的結果!



發動機輸出最大功率與進氣量的關係

世間萬物離不開氧,而發動機到底能爆發多大的能力同樣與氧有關;發動機到底能產生多大的動力的本質就是每次循環能燒多少油,每個循環燒的油越多,產生的化學能轉化的機械能就越多,發動機的動力也就越強;想燒更多的油就必須得有足夠的氧氣,氧氣不足噴再多的油也沒辦法完全燃燒,所以增加每次循環的進氣量就是提升動力的最好辦法;我們可以用一個0.5L鋼瓶來比喻發動機的氣缸(咱們說單缸發動機);我們向這個0.5L鋼瓶吹氣,最多可以吹入0.5L空氣(自然吸氣)、我們向這個鋼瓶裡壓氣可以壓入1L、2L甚至更多(只要鋼瓶的強度夠,理論上是可以壓入無限體積的空氣的),鋼瓶內有0.5L空氣與鋼瓶內有1L空氣所能燃燒的燃油量是不同的,所以這樣就產生了動力差異,而無壓力的送氣方式就是自然吸氣發動機,而強行往鋼瓶里加壓灌氣就是渦輪增壓發動機;自然吸氣的進氣量受到自身缸內容積的制約,滿了就是滿了;而渦輪增壓發動機的進氣量根據壓力大小來決定,壓力夠大進氣量就大,所以決定渦輪發動機功率大小的主要因素是渦輪所提供的壓力值,而這個壓力值具體多大由渦輪的型號、ECU的設定來決定!



不同增壓值的控制策略

自然吸氣發動機只能通過調整節氣門的開度來實現不同的每循環進氣量,控制變量是很單一的,所以自然吸氣發動機無論是扭矩、功率都存在一個峰值,因為它控制變量太過於單一實現不了削峰的平臺化扭矩、功率;而渦輪增壓發動機的控制策略就多了,多了一個處於下游的洩壓閥,這樣上、下游都有控制器就產了多種控制策略,比如。。。

1.節氣門全開、洩壓閥徹底關閉;

2.節氣門開度減少、洩壓閥徹底關閉;

2.節氣門、洩壓閥同時增加開度;

4.節氣門全開、洩壓閥全開;洩壓閥全開就等同於自然吸氣發動機了,此時渦輪不再提供壓力給發動機;其它的控制策略還有許多,鄙人就不一一贅了,也正是因為這豐富的控制策略才使得渦輪增壓發動機更容易削峰而實現扭矩峰值,因為它可以通過上下游的兩個控制器來實現某轉速區間內的進氣量恆定,進氣量恆定則燒的油恆定,動力輸出也就平臺化了!


而實現同臺發動機(假設硬件一致)不同的輸出功率就是改變了這些控制策略,最簡單的方式就是改變洩壓閥的開啟狀態;發動機隨著轉速的上升廢氣量會越來越多,更多的廢氣量可以使渦輪轉速越來越快、提供的壓力也越來越大;假設同款低功率版本發動機,在渦輪提供的壓力達到0.8Bar時洩壓閥打開,維持恆壓狀態保持平原性特徵;而同款高功率版本在渦輪提供的壓力達到1.0Bar時洩壓閥才打開,同樣維持平原;增壓0.8Bar的壓力與1.0Bar的壓力是不同的,它們的壓力差異決定了發動機每循環最大進氣量的差異、而每循環最大進氣量的差異決定了每循環最大燒油量的差異、每循環最大燒油量的差異決定了動力的差異;好了您的問題至此已經有了答案,最簡單的控制策略就是改變洩壓閥的開啟時間,通過對ECU的程序重新設定即可!鄙人建議您不要輕易去刷高功率版本的程序,過去的機器硬件一致,刷也就刷了,只是存在優化問題,而如今看似同一臺發動機,但高、低功率版本的硬件是存在很大不同的,最常見的就是活塞形狀不同,比如寶馬上代機器N20B20的高低功版本就存在十幾處硬件差異,這種狀況下強行刷高功率版本的程序是沒有好處的!


非專業車評


現在同一款發動機有高低功率版本已經是很常見的事兒了,為什麼廠家樂此不疲的都愛使用高低功率版本呢?最大的原因就是為了節省成本,廠家設計一款發動機需要投入很多的資金,如果高低功率版本都是單獨設計那這個品牌的領導肯定是腦子有坑
我們平時見到的高低功率發動機大多都是廠家先設計一個高功率版的發動機,完成以後再把這個發動機的動力參數稍微調低一點,再對發動機個別零件改動一下就成了低功率版本了。這樣可以節約很多成本,還可以拉開同一款車型的價格,其實早在很多年前寶馬就開始這樣幹了,寶馬利用自己經典的2.5直6發動機經過不同的參數調教做出來523/525/528三個動力版本


想達到發動機的高低功率版本其實不是很複雜,只要修改一下發動機電腦ECU中的程序就可以了,對汽車廠家的工程師來說不是什麼難題。比如新別克君威的2.0T發動機,最大扭矩是350扭米,而同款的凱迪拉克ATS就是400扭米,廠家有一個單獨的升級包,只要購買升級包,把發動機ECU升級一下就變成了400扭米高功率版本了,是不是簡單方便呢?


售後服務技術總監


同一臺發動機,調校出不同的功率版本,需要工程師有很大程度上的改變,我們說起來一般都很簡單,也只能懂得大多數理論,但是對於學過汽車動力工程學的朋友來說,調校一臺發動機並沒有那麼簡單。



說到高低功率版本發動機,我想國內沒有比大眾玩的再好的了,旗下奧迪系列、大眾系列、斯科達系列都有高低版本發動機,可以滿足不同消費者的需求,以1.4T發動機為例,大眾說自己是第二,估計沒人敢說自己是第一,拿EA211的1.4T來說,它的高低功率發動機的硬件區別,主要體現在近期導管、ECU、散熱風扇、缸蓋密封膠條等部件上,其主要的核心部件,發動機缸蓋,進排氣機構,曲柄連桿機構,潤滑機構,供油系統是相同的,其實我們不難發現,大眾也好,奔馳寶馬也好,高低功率版本發動機,都是渦輪增壓引擎。



其實這正是渦輪增壓引擎的優點之一,它可以根據產品定位的需要,工程師可調校出不同的功率版本,實際上就是渦輪增壓發揮效力,發動機可以進行ECU程序調校來升級動力,大眾的1.4T高低功率版本發動機,低功率無非就是降低門檻,高功率因為成本原因,價格自然高一些,如今大眾的這臺EA211的1.4TSI發動機,算是大眾的一個看家力作,應用了許多先進的核心技術,廣泛的應用在了旗下的A級及以下的轎車上,比如高爾夫、速騰、朗逸、朗行、寶來等,其中尤以1.4TSI發動機最為搶眼,高動力、低油耗、輕量化是其最大的優勢,常見的低功率版本,最大最大馬力131Ps,最大扭矩225N·m,高功率1.4T版本,最大馬力150Ps,最大扭矩250N·m,各項參數都是拔尖的。




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同排量一款發動機設計成低功率和高功率版本,通俗來講就是調教的發動機ECU數據包。目前區分高功率和低功率發動機大部分用在渦輪增壓發動機上。

廠家也是為了縮小成本,同款發動機不同的功率賣出不同的價格。其實機械部件都一樣,並沒有所謂的高功率改良了曲軸活塞,連桿,低功率也都是鍛造加強的曲柄連桿機構。包括冷卻系,配氣系統都是一樣。同一個模具生產出來的,為後期的售後服務備件供應也降低了難度,就是給發動機控制電腦(ECU)寫進了不同的數據包。

那大眾EA211 1.4TSI來說,外觀,內部部件都是一樣,備件號也相同,唯一不同的是ECU,低功率96KW,高功率110KW,後期EA888發動機大眾廠家也會停止生產1.8TSI的發動機,相繼出現2.0TSI的高功率和低功率版本。這是一個趨勢,別的汽車廠商也會出現同款發動機出現多個功率版本。


大陽007


我想我有能力簡單給大家介紹一下高低功率的發動機怎麼來的。

首先基本上所有的高低功率發動機全部來源於合資品牌,在國外推出的一般是所謂的高功率版本(其實就是未閹割的版本),而到國內後進行了調整,變成了低功率版本。現階段部分發動機是高低功率版本並存。


為什麼分高低功率版本?

首先肯定不是為了排放標準,高功率版本搭載的很多車型同樣滿足歐6標準,國6其實就是參考歐6標準制定的,幾乎相同。

低功率版本一是為了滿足油耗法規的需求,讓數據更好看。比如出去宣傳時,完全可以說綜合油耗由7升下降到了6升,而跑高速(城郊工況)的油耗下降得更多。二是為了實際油耗更低,畢竟一輛車上市後的油耗過高,那麼口碑是絕對差,自然銷量上不去。同理,現代發動機將就高度集成化,不會再和以前一樣不停開發新機型,一款發動機要想滿足高、中、低不同的車型,中低需求的用戶肯定更關注油耗等參數,低功率版本發動機應運而生。

高低功率發動機怎麼得到的?

標定。因為高功率發動機結構本身是成熟的,所以結構不用做大調整(一般來說就是減配)。應用“削峰原理”,通過降低排氣壓力、增大廢氣旁通開度等方法,來調整發動機的進氣量,進氣量減少自然噴油減少,燃燒壓力下降,進而功率扭矩降低。

當然,整車的實際油耗並不絕對,高低功率發動機對整車油耗只是影響的一部分不是全部,最終還是看綜合情況。


深藍月華


在小排量渦輪盛行的當下,高低功率的出現也是伴隨著渦輪動力系統而來。早年玩車,增強動力無非是自吸變增壓,同一渦輪在考慮本體耐用情況下增壓峰值越高出力越好,對於本就是渦輪發動機的車,更換大號渦輪是最直接提升動力的方式,當然這也要考慮排氣量、缸內(活塞、曲軸、連桿)的承受強度等。

因為強制進氣的存在,讓動力提升變得輕而易舉,簡單說只要提升進氣量、增大噴油量,能量守恆原理就相對獲得較好的動力輸出。但改裝和原裝並不相同,改裝的最大目的是實現動力的提升,對於耐久度、可靠性等方面就絕對不及原廠發動機。因為原廠需要考慮到日常使用不用投入太多時間和精力去“照顧車”,可靠性和偶然的大動力需求等諸多方面也是必須考慮到的,不要以為原廠的高低功率版本只是通過刷寫軟件實現,當然這也可以實現功率提升,但卻不能保證動力總成的耐用度。

對於廠家而言,高低功率的推出是為了豐富產品選擇,簡單說就是高功率可以賣更高價格。但千萬不要妄圖通過刷ECU就可以實現向高功率版看齊,因為有可能機油泵的壓力、冷卻水道設計、中冷器冷卻能力考慮到極限的不同都是經過不同設計的,考慮到出力有可能排氣管徑也有差別,還有就是活塞、連桿等強度也有可能會不同,對於廠家而言不同出力值的發動機在調教無異於重新制造一款發動機。

像大眾這類全系渦輪模塊化動力系的廠家,第三代EA888 2.0T就推出高低功率版本,330TSI和380TSI明面上的差距可不止是峰值扭矩功率的差異,對應扭矩和功率的轉速範圍都是不一樣的。寶馬2.0T的高低功率版本各自的峰值扭矩到來的轉速和衰減峰值轉速都各有不同,高功率版或許在後備功率和中高速域的加速更加給力,但就動力輸出平順性以及低扭響應卻不及低功率版本,而且渦輪遲滯也稍微明顯些。(botzi)


DearAuto


廠家之所以搞增壓發動機高低功就是為了省錢降成本,一般的高低功發動機變得只是活塞頂和渦輪增壓器增壓壓力,還有ECU程序(魔改版除外)。高低功發動機只相差三四十匹馬力,五六十牛米扭矩,這點差距就要像一些人說的強化連桿和曲軸,我就問問MD強化這些玩意兒不增加成本嗎?這點小事兒都解決不了,那廠家還要養那麼多的工程師來幹嘛。


風吹裙襬妹妹涼


這個問題應該這樣問更恰當:同一臺增壓發動機是怎樣調出高低功率版本的?從這裡你就可以看到增壓器可以左右發動機的輸出功率。

發動機輸出動力的多少,是由參與燃燒的空氣,及配合其燃燒的燃油量決定的。理論上講,增壓壓力越大,參與燃燒的空氣和燃油越多,輸出的功率越高,這就是發動機化學能量轉化為機械能的最基本原理。如果機械強度足夠,一臺1.4排量的增壓發動機是可以推動航空母艦的,就像我們常說的,給我一根槓桿,我可以撬動地球是一個類型的比喻。

而自然吸氣的發動機則不行,這種發動機的進氣量是自身排量和結構所決定的,所以我們可以看到,以前發動機排量越大,輸出功率也就越大,這裡排量和功率兩個參數是正相關的。而引入增壓技術之後,我們就可以實現用較小標稱排量的發動機,實現大功率輸出的目的。注意這裡所說的標稱排量是指其自然吸氣狀態下的排量,而其工作時的排量,是由增壓器輸入的空氣量決定的。

理解了上述原理,你就知道該如何調出高低功率版的發動機了,事實上,增壓器的進氣量是可以通過ECU來控制的。

當然,增壓發動機的壓力也不是沒有上限的。首先,進氣量越大,氣缸內的壓力越大,燃燒的爆發力越強,曲軸輸出的扭矩也大,在機械上就要對發動機或變速箱進行加強;其次,氣缸內壓力越大,越容易導致爆震現象的出現,嚴重的爆震會瞬間導致發動機損壞,甚至報廢。

通常,高低功率版的發動機本身或外圍零部件並不是完全一致的。出於成本考慮,低功率版的發動機或外圍零部件的強度及結構就不一定能和高功率版比。市面上有好些通過調整ECU數據,增加增壓器進氣量,來調高輸出功率的,因為沒有邊界數據,所以很有可能會導致發動機的損壞。玩這個的要三思而行啊,即便瞬時傷害,發動機能挺住,但長期積累起來的話,有句話怎麼說來著,遲早要還的。

增壓其實有三種形式:渦輪增壓、機械增壓和電子增壓。

現在講的大多數是渦輪增壓,就是由發動機排出的廢氣驅動增壓器工作,這就是為什麼我們可以看到渦輪增壓器在發動機低速階段介入程度低,因為你廢氣排出少嘛,車輛起步還會感覺比較肉。但它的好處在於,發動機高速的時候,增壓效果特別好,發動機可以持續輸出高功率,開車高速的提速性能非常好,120km/h時,加速還有推背感。

為了改善渦輪增壓低速段能力不足,機械增壓出現了。這種增壓器的動力直接從曲軸獲得,極大地改善了發動機低速時增壓效率低的問題。V6發動機通常低速扭矩輸出小,而高速功率輸出強大,所以這種增壓器經常被用於V6發動機上。

還有就是這兩種增壓器結合使用,同時改善低速扭矩和高速功率的輸出,熟悉Golf GTI的都知道。

新近出現的叫電子增壓器,它是由一個電機驅動的,所以只要有需要,它就可以增壓,完全不在乎其他因素,它的缺點在於整車環境下,從機械能轉換成電能,又從電能轉換成機械能,效率不高,油耗會上升。

不談成本只談性能的都是耍流氓。增壓技術,可以帶來發動機性能的提升,排量的減小和重量的減輕,完全符合節能減排的趨勢,但成本的上升,整車廠家也是要著重平衡的,畢竟消費者還是需要性價比高的產品。


噹噹毛毛茶茶


玩過極品飛車的,相信自己調校過ecu,轉速區間的調整確實可以調校出不同的功率和扭矩,但是不可以做到扭矩和功率同時提高

渦輪車要提升就是提升增壓值,增壓只提升硬件也要提升,Amg45 鎂合金缸體

自吸車靠轉速提升獲取動力,轉速提升同樣代表硬件要加強


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