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河柴MAN曼机配件-汽车发动机类型解析:NA 与涡轮增压的差异及使用寿命探讨增压涡轮工作原理

来源:应急救援装备网  作者:蓝品汇优采云   2024-07-30 阅读:120

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#老司机讲车知识#

汽车使用的发动机有三种类型,即

自然吸气(NA)和涡轮增压发动机的分类是错误的,前两者都是内燃机,TURBO&NA只是用来区分内燃机的进气方式,而不是类型。很多车迷好奇哪种发动机寿命更长,只是单纯关注以NA为主的某一个车系,却怎么就不想想其他四大合资车系和国产车,都是以涡轮增压技术为主呢?是不是说只有少数几种选择就代表正确呢?显然,这种说法是不能令人信服的。

下面我们来简单了解一下内燃机的两种进气方式有何区别以及是否会影响其使用寿命。

“内燃机”是指燃料在机体内部的气缸内燃烧做功的热力机。燃烧产生热能,通过机械结构把这种热能转换成机械能(动力)的机器就叫内燃机。燃料燃烧的依据是空气中的氧气,标准压力下的空气含有20.94%的氧气,海拔越高,氧气浓度越低。因此,在高海拔地区内燃机的功率会因为氧气太少,燃料燃烧的完全度降低而下降。说白了就是燃烧相同量的燃料产生的热能减少。

但氧浓度越低,燃烧完全性越差,燃烧产生的火焰温度就越低,气缸内的压力自然就会随之下降。

图1. 不同海拔高度的氧气浓度标准

图2 不同氧气浓度对应的燃烧火焰温度

涡轮增压车的正确使用

至此,我们可以得出一个结论:增压技术将增加内燃机的“压力”

自然吸气就是利用内燃机运转时产生的负压(吸力)将空气吸入,吸入的空气有与海拔高度对应的标准氧浓度,但最高也只有接近21%,其实并不算高,燃料燃烧的完全度肯定会差——可以理解为固定工作时间内燃烧完全度太低船舶电子与信息设备保养,我们假设是21%。

内燃机(自然吸气)+涡轮增压器=涡轮增压发动机

所谓增压器的本质首先就是自然吸气的空气,这种类型的发动机就是在其上加装了增压器而产生的;增压器的本质就是“压缩机”,它在NA运转时会产生非常高压的气流(排气),这个气流可以推动连接在增压器排气歧管上的排气涡轮达到很高的转速。在进气道处还有一个压缩机涡轮,它和排气涡轮刚性连接,转速相同。

高速运转的涡轮会压缩进气道里的空气,增加负压吸力;那么增压器有自然吸气和主动压缩两种进气方式,空气被压缩之后,含氧量会增加,进而燃料燃烧速度也会加快,在工作时间不变的前提下,燃烧完全度会提高,那么消耗同样多的燃料,产生的热能会更多,压力也会更大,这样会不会影响内燃机的使用寿命呢?

理论上是会有的,但内燃机各部件的标准难道就不能提高一点吗?答案是否定的。当压力提高,采用相应标准的钢材、密封材料、润滑油和冷却系统,增压器依然可以将工作温度稳定在NA当量标准线上;内燃机的工作温度在90-110℃之间,两种类型的机型基本都在这个范围内。

高成本的增压器为何如此受欢迎?

涡轮增压车的正确使用

对于汽车厂商来说,只想给汽车装上发动机,让汽车跑起来,而汽车制造的成本控制必须精确到一颗螺丝;看似因为多一套增压器就要提高所有零部件标准的增压器并不是一个理想的选择涡轮增压车的正确使用,但节油、减排、双积分决定了只有这项技术才有持续的价值。

涡轮增压技术的初衷不是为了提高性能,而是为了降低油耗!——涡轮增压技术其实就是增氧技术,压缩机就是空气压缩机;增氧提高了燃料燃烧的完全性,可以在不增加提前喷油量的情况下提高热能,可以理解为更大程度地压榨燃料的“潜力”。通过这个技术,扭矩就提高了,扭矩×转速÷9549=功率。增加扭矩意味着增加加速能力和极速,但不需要增加喷油量,油耗自然就会下降。

该技术一旦被一些车企率先采用,其低油耗的优势将有效提升产品竞争力涡轮增压车的正确使用,必然引发模仿;而燃油是不可再生资源,应尽量节省。节油减排已成为全球汽车业的主攻课题。在中国有双积分制,即企业平均油耗的积分。降低车辆油耗可获得积分,反之则需通过购买或生产销售新能源汽车获得积分。前者成本过高,后者则需要相当的技术储备船舶电子与信息设备保养,因此节油也成为车企的主攻课题。

这也是涡轮增压发动机即使成本高点,人们也能接受的原因。至于现在还有人说涡轮增压器“不耐用”,这不过是一些不能把涡轮增压器造好的车企的污蔑;甚至涡轮增压器的使用寿命很长,标准已经和发动机总成一样了。不信可以去汽配市场或者修理厂问问,大部分易损件都会有备件,但涡轮增压器基本没有。

总结:涡轮增压发动机无需担心使用寿命,后续保养成本和自然吸气发动机无异;需使用全合成机油,但能用1万公里,加上省下的人工费和机油滤清器,其实比使用半合成机油、周期短更换的NA车型更划算。

但使用寿命最长的不是内燃机而是电动机。电动机没有磨损、震动、高温问题,运转时不需要油润滑,只要没有碰撞基本不会损坏。所以内燃机最终会被电动机取代,涡轮增压器将是最后一代内燃机。

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