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上海论坛 >  小排量涡轮增压发动机为什么成潮流(以丰田9NR-FTS为例)

发表于 2016-11-18 12:25    IP属地:未知


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发表于 2016-11-18 12:41    IP属地:山东

涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。
     都知道涡轮增压能够提升车辆的动力,话说开车在路上看到车屁股上贴着T字标识,内心就觉得这是一台运动加速能力出色或持续加速能力超强的车,但一般来说,普通涡轮很重,惯量很大。发动机吹不动,反而影响发动机排气。所以动力就会比较差。SO,小涡轮增压“以小博大”的特点受到了丰田的研究和开发。俗话说的好:“浓缩都是精华”。
    要说丰田9nr一fts发动机,丰田为其加持了诸多看家技术及主流的技术。什么VVT-iW可变气门正时技术(采用电机而非电磁阀切换油路)、燃油双喷射系统、来自IHI的单涡管低惯量涡轮增压器(配合电控废气阀门)、水冷式中冷器、优化进气道等等。而且,这台发动机的热效率还达到了惊人的36.2%,看不懂没关系,可以简单的理解为,这台发动机燃油效率非常高就行啦。反正,这是一台很厉害的发动机。
小排量涡轮增压的高效率的技术前提:
      需要解决并注意的地方有,一方面存在涡轮迟滞,另外介入突兀。不过现在都通过ecu调校以及涡轮优化尽力做到舒适平顺了。还有就是可靠性降低,毕竟涡轮在恶劣工况中工作,同时更高的缸内压力对机油以及缸体活塞等部件的压力都会更大。个人感觉小排量涡轮本身车体不如A B级车来的空间足够合理分配涡轮等配件的分部,由于空间受限,能否合理的布局涡轮增压套件,非常重要。(涡轮工作起来红彤彤,看起来怪吓人)看看下图就知道了
                                   

业界量产的小排量发动机热效率最高的型号是哪款?热效率是多少?
     丰田自动车发表新开发1.3L直列四缸自然吸气汽油发动机。此型发动机使用阿特金森循环和奥拓循环在不同工况下进行切换的工作模式,压缩比达到13.5:1,并通过使用全新燃烧室形状促使油气混合气在缸内纵向回转。同时,配备改良化的EGR系统(废气再循环系统)、VVT-iE电动连续气门正时可变系统、启停装置,综合以上各项改进,达到量产汽油引擎中世界最高的38%热效率,与传统设计的类似排量发动机相比,实现15%燃效改善。另外说一句,丰田第四代混动车型普锐斯,除了独特的造型之外,新普锐斯的发动机热效率已经达到了逆天的 40%


详解阿特金森循环系统
来历:英国工程师James Atkinson(詹姆斯·阿特金森)在使用奥托循环内燃机的基础上,通过一套复杂的连杆机构,使得发动机的压缩行程大于膨胀行程,这种巧妙的设计,不仅改善了发动机的进气效率,也使得发动机的膨胀比高于压缩比,有效地提高了发动机效率,这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。
优点:阿特金森循环与传统发动机的工作循环相比,其最大特点就是做功行程比压缩行程长,也就是我们常说的膨胀比大于压缩比。更长的做功行程可以更有效地利用燃烧后废气残存的高压,所以燃油效率比传统发动机更高一些。
                                                             阿特金森发动机
                              

                                                              传统发动机工作循环
                                          

                                               模拟阿特金森工况发动机的工作循环
                                             

自四冲程内燃机诞生至今,如何提高发动机的效率是发动机工程师们一直努力研究的课题。提到发动机效率,“压缩比”就自然而然地成为了讨论的主角了。一直以来,“高压缩比=高效率、高功率”已经成为了内燃机学当中不变的信条。由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程循环构成的四冲程内燃机,是奥托历时14年于1876年研发成功的,该发动机原理,被称为奥托循环。而其中能提高内燃机效率最具关键性的一环——压缩冲程,由原理变为机械的过程,曾困扰了奥托十数年之久。因为当时的技术限制,压缩比不能作出更大的提升,因此发动机的效率也不能进一步地提升。1882年,英国工程师JamesAtkinson(詹姆斯·阿特金森)在使用奥托循环内燃机的基础上,通过一套复杂的连杆机构,使得发动机的压缩行程大于膨胀行程,这种巧妙的设计,不仅改善了发动机的进气效率,也使得发动机的膨胀比高于压缩比,有效地提高了发动机效率,这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。
为何省油:可能有些人并不理解这样做为何会省油。对同一台发动机来说,膨胀比越大,说明做功的行程就越长,同样燃油发出的能量被利用的就越充分,但膨胀比越大,意味着压缩比也会增大,压缩比过高有可能导致发动机爆震,所以偷偷吐出一点气就可以在压缩比不增加的情况下增加膨胀比,延长做功行程,使燃烧发出的能量得到更加充分的利用。


[ 本帖最后由 济南豆沙 于 2016-11-18 12:49 编辑 ]

爱旅行
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来自 爱卡触屏版 发表于 2016-11-18 12:43    IP属地:北京

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发表于 2016-11-18 12:47    IP属地:甘肃

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发表于 2016-11-18 12:47    IP属地:未知

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来自 爱卡Android版 发表于 2016-11-18 12:51    IP属地:四川

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发表于 2016-11-18 12:52    IP属地:北京

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发表于 2016-11-18 12:53    IP属地:广东

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来自 爱卡Android版 发表于 2016-11-18 13:02    IP属地:山东


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