[精心整理]1.8t涡轮增压发动机释疑------如何开好1.8t!(zt)

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2006-01-08 18:37:38
12006-01-08 18:37
工况图的含义

厂商提供的工况图提供的都是满负荷的扭矩曲线也就是节气门开度最大的状态,换句话说,你要油门踩到低.而VW 1.8T的涡轮增压器有一个直接由ECU控制的限压机构.如果你了解涡轮迟滞的根本原因就知道涡轮之所以在低转时不能发挥作用,是因为此时没有足够的废气压力推动它,而这个废气压力显然不只和发动机转速有关,和节气门开度更是有关.节气门全开的话,1.8T的涡轮的确是1750rpm就可以介入.但是如果节气门只是半开,这个转速的废气压力还是不够的.ECU最终并不只是根据转速来控制涡轮,归根结底还是废气压力.所以如果你不习惯加速时油门到底,那实际上这台1.8T的涡轮介入的就完得多到头来你就越是觉得它响应不快.而实际上这台机器如果你都觉得涡轮迟滞明显,那开高增压的涡轮车就更完了因为这已经是低迟滞的高水平作品了,不然前几年也不会年年入选十大!



油门到底当然是快了,但比较费油同样峰值功率的发动机,一台增压,一台NA,技术水平也相当的话温和的开,可能增压的会略微省油,开的猛的话增压的可能更费油不过换我一定不会过于在意油钱,你多花了钱买turbo,却不用实际上不也是亏了一笔吗?

btw,我说的温和的开并不是让转速太低的意思而是加速温和一些,让转速稳步提高,油门不踩到底!从发动机的角度,2000-3000rpm之间是最佳转速,省机器其实也省油一般的汽油发动机这时的燃烧效率是最好的。开高速省油也省车很大原因就是转速能稳定的落在这个区间。另外就是手档车档位的选择,我知道国内很多人驾驶习惯是尽可能保持高档。其实这样不好,一来车变得很肉,二来档位过高反而会费油也费发动机。因为对车来说,保持一定速度匀速行驶所需的功率是一定的。你要么用高档,发动机转速非常低,这样要发出所需的功率,它的负荷就比较重。另一种情况,低档,发动机保持在较舒服的转速(一般是2000-3000rpm,不同的发动机有所区别)这时发出所需功率它的负荷就非常小,换句话说,你油门就可以踩得很轻,到头来其实你可能反倒省油了(也不绝对,负荷太低也费油)这个问题要说清楚不容易,大原则就是发动机在中等转速最省油

过高,过低效率都会降低同时,发动机也是在中等负荷最省油,过高,过低效率都会降低!综合这两个条件,你就发现这好是正常速度在高速上巡航的工况这就是为什么此时正好是经济速度而城市工况你不能匀速行驶,因为你把机器保持到最佳工况它的功率会超过你当时的速度所需要的,换句话说,你在稳步加速。因为车加速时发动机得以保持在最佳工况,而减速时则会断油



具体到turbo车,发动机如果能保持到turbo介入比较好(我指的最原始的Turbo)因为当turbo不能介入时,它纯粹是一个负担,发动机效率反而比较低

而如果turbo能在发动机较低负荷时介入,则可以提高发动机效率原因是汽油发动机低负荷时节气门开度很低,进气岐管内真空度很大发动机吸气阻力加大会耗费很多能量(请联想发动机制动的原理)而turbo如果能介入,则会降低该能量消耗对于1.8T,它的turbo其实没有介入不介入的问题(因为有电子增压压力控制)应该说是是否全力介入的问题,但问题的本质不变!如果低负荷时能够让turbo介入,也许会更节能如果这个想法正确,为此可能就要把转速保持的高一些但具体情况比较复杂,要有具体的BSFC数据估算一下才能判断出最佳的策略



顺便介绍一下BSFC吧,就是Brake Specific Fuel Consumption

我们常见的工况图都是扭矩转速特性曲线和功率转速特性曲线

(这两个其实是一回事,扭矩乘一下转速就是功率)

但更能反映一个发动机特性和水平的可能是BSFC它是指单位时间单位功率下发动机的油耗量!换句话说就是反映了发动机把燃油转化为对外做功的效率,越低效率越高。对于特定的发动机,BSFC主要是受两个变量影响:转速和负荷以纵坐标表示扭矩,横坐标表示转速,你可以把扭矩转速特性曲线先画出来!我说过,它是指满负荷的情况,那么如果负荷降低,同样转速对应的扭矩值就要降低实际上发动机有可能工作在扭矩曲线下方范围内的任一点状态下每一点都有相应的BSFC值,就像做地形图那样你可以用等BSFC曲线来把发动机整个可能的工作区域描绘出来想象一下,它是一圈一圈的,就像地形图那么你会发现,通常的汽油机在2000多转中等负荷区域是一个BSFC盆地发动机这时的效率是最高的!



为什么同样的车大马力发动机会费油?

既然车速一样需要的功率相近,难道大马力发动机BSFC高吗?绝对不是!

费油是因为它发出同样的功率(比如说是满足城市工况所需)相比马力较小的发动机要么转速更低,要么负荷更低,如此就可能更远离最优工作区域相反如果发动机马力过小,满足同样的功率需求它要么要求更高的转速,要么要求更高的负荷,同样也可能远离最优的工作区域所以一部车光发动机好是不够的,还要看匹配发动机过大过小都会费油!

回到turbo的问题,turbo发动机的BSFC特性和NA会不同在低负荷区域由于我讲过的原因它可能会有更低的BSFC而高负荷时因为节气门开度大,进气阻力已经不是主要矛盾而汽油增压发动机因为压缩比比较低,通常理论热效率低一些所以此时可能比NA的BSFC更高!两相综合,你会发现增压机的BSFC盆地(这是我的术语,感觉这么说形象一些)相对NA机是下移了。所以对于NA和Turbo哪个省油的问题,不同的驾驶习惯的人结论可能会相反,要进一步改善汽油增压机的效率,就要在压缩比上下功夫比如提高有效压缩比的Miller Cycle+机械增压或Saab的可变压缩比+机械增压!



再提一下几种较重要的汽油机技术的实质

VVT等技术,它们实际上是针对转速对BSFC的影响下功夫其目标是横向拉长了BSFC盆地,使得较低BSFC的区域能够覆盖尽可能宽的转速(当然,有的也可以顺带在负荷方面拓展BSFC盆地,尤其Valvetronic这样的技术)歇缸,它实际上是针对负荷对BSFC的影响下功夫我们知道大扭矩发动机扭矩曲线位置高,它整个BSFC盆地的位置都会比小扭矩发动机高歇缸则使得在不需要太大扭矩时把发动机变成一台小扭矩的机器也就是它是纵向拉长BSFC盆地,使得较低BSFC区域能覆盖尽可能宽的负荷!直喷,它提高了发动机燃烧效率和理论热效率,是真正使得BSFC盆地更深的技术更深的盆地当然也容易更广!

有没有把这些技术统统融合起来的发动机呢?目前还没有实用机型,但实验机型早就有了就我所知,GM的XV8就是它是一台双凸轮轴OHV,从而使得OHV也能够实现多气门,VVT同时保持OHV紧凑的优点,而该机是一台直喷机,应用了歇缸技术...



对于1.8T说介入(kick-in),其实并不准确这个术语是过去讨论涡轮增压发动机的习惯用语因为我们知道,涡轮增压器提供的增压值越高,其需要的废气压强也越高而发动机低转时可能就不足以使其发挥作用这时该涡轮增压发动机的扭矩尚不及同转速下的NA变体而当转速达到某个区间,涡轮得以发挥作用后,扭矩上升的有非常快驾驶者会感觉发动机突然变得有力起来,这就是turbo lag的成因

kick-in的说法就是在形容涡轮的这种工作方式对于1.8T来说,情况就有所不同,因为electronic boost control的应用其增压值是可变的因此在发动机低转时,其只要减小增压值,就可以提早开始发挥作用这样,涡轮的介入程度是逐渐加强,没有原来那么突兀的变化实际上1.8T的扭矩曲线就完全在1.8的上方,没有交叉,也正是这个原因不过毕竟在全力介入之前,其扭矩曲线还没有进入相对平台阶段发动机的功率和转速还不是良好的线性关系故此才有1750rpm涡轮介入的说法,尽管不准确,很多人还是习惯这么说我们大致上可以理解为涡轮全力介入的意思话说回来,electronic boost control虽然缓解了turbo lag现象但仍然没有完全根除它,所以kick-in的说法也不能说完全没有道理 !
22006-01-09 12:54
涡轮,在低转速下,是没有什么增压效果的,并不是涡轮没有启动。

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