主题:【炮轰自吸党】我来告诉你涡轮增压为什么能省油
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taxi19922008 发表于 2015-6-11 07:14
若干种混动,两种增压和大排量自吸,每种动力系统都只在特定使用情况下比较省油。
忽略驾驶习惯和行驶环境直接讲省油,聪明人这么做叫托,一般人这么做叫〔消音〕。


使用工况对于油耗是一个至关重要的因素。

欧洲的ECE和美国EPA就是两套标准工况,把各家的车子放到同一个标准里去比较,得出的结论是有一定参考意义的。
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FKXT 发表于 2015-6-11 09:30
无论如何,LZ整理这一堆资料也是费了时间也是愿意友好讨论的,这个点赞。

关于油耗,涡轮这东西,我的看法:

1,单独拿出个同个时代同样先进技术的一样 功率的NA和涡轮机,毫无疑问NA的燃效比涡轮高。
2,把上面这两个机器装到完全一样的车子上,车重,风阻,变速箱都一样,那么有可能涡轮汽车综合油耗会稍微好一点点,但也可能就是5%的 水平。
3,为什么燃效更高的NA装到车上会比燃效低的涡轮的车油耗略高?主要就是低速在城市走走停停时,涡轮没有起压,大概类似于一个大排量的NA与一个小排量的NA的比较了。但针无两头利,这个时候小排量涡轮体现的不线性,涡轮延迟等也是令人烦恼的。

但综合起来比较的话,假设实际行驶中涡轮车是可能能比NA车省点油,但带来很多负面的东西:

1,要去燃油更高的标号,往往省下的那么一点油可能被95跟92的差价抵消掉。
2,更高要求的保养,NA车加半合成完全没问题,涡轮得全合成。
3,可能导致机油消耗异常
4,更大的振动和噪声。
5,更多的产生毛病的可能。
6,目前无法消除的涡轮延迟的问题。

综合起来,涡轮目前能带给我们的可能是排量税,车船税少了,整体综合油耗小点,但代价是可靠性 变差,保养维护更加昂贵,行驶质感大大变差。


1,
“单独拿出个同个时代同样先进技术的一样 功率的NA和涡轮机,毫无疑问NA的燃效比涡轮高。”

这说法站不住脚,原文中已经给出了几个例子。拿美国EPA的数据,也能列举出非常非常多的论据来支持我的结论。还记得之前谁比什么335和Q50 3.7不?

2,后面这几个负面的东西也不是一定的。

1,要去燃油更高的标号,往往省下的那么一点油可能被95跟92的差价抵消掉。

烧多少号油要看发动机当初是怎么设计的,和涡轮还是自吸没关系。途观上的二代EA888 1.8T就能烧92号油,而我的这台老2.0NA却只能烧95号油。

2,更高要求的保养,NA车加半合成完全没问题,涡轮得全合成。

我的这台老2.0NA原来要求是0W-30,现在年头久了要加0W-40了,不是金美孚就是极护,我找谁说理去?

3,可能导致机油消耗异常

天下有的是不烧机油的涡轮车,也有的是烧机油的NA车。

4,更大的振动和噪声。

这还真未必,减震降噪要看设计水平和下的功夫的大小。国内某主机厂3.5V6振动噪声还不如自家1.8T,毕竟设计V6经验太缺乏。

5,更多的产生毛病的可能。

天下有的是毛病多的自吸车,也有的是毛病少的涡轮车(丰田你的2.0T一定要给力啊啊啊

6,目前无法消除的涡轮延迟的问题。

这个倒是事实,不过一来现在这个问题已经比较轻微了,二来将来有了电子涡轮可能可以彻底根治这个问题。
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之前可能误触把wolfx-700拉黑了,黑名单又是数字不知道是哪个。所以没法直接引用了。

混动的问题在之前的帖子里已经讨论得非常充分了。

1,做到200g/kwh,210g/kwh的都是混动中的内燃机。

2,混动(尤其是混联或者串联)中的内燃机,其工况范围与单独ICE驱动的内燃机差别很大。确切地说,混动中内燃机的工况范围非常窄,这样可以着重优化在这一小范围内的效率。而ICE需要考虑到全工况范围下的效率(以及动力排放振动噪声等等),所以两者并没有可比性。

3,混动车(尤其是混联或者串联)大多是效率取向,动力性不太关注,因此在设计标定时可以牺牲相当的动力性来换取效率。而这对于单独ICE驱动的是不可能做到的。像普锐斯的1.8升发动机功率仅99马力,仅相当于老款飞度1.3的动力水平。即便加上电机的辅助,动力表现也是非常平庸的。

4,混动省油是毋庸置疑的,不过和本帖中的涡轮vs自吸没有关系。混动中的自吸机是没有办法单独拿出来用的。
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反正我知道丰田开始上涡轮机了,本田也开始大范围推带T的了。
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FKXT 发表于 2015-6-11 09:30
无论如何,LZ整理这一堆资料也是费了时间也是愿意友好讨论的,这个点赞。

关于油耗,涡轮这东西,我的看法:

1,单独拿出个同个时代同样先进技术的一样 功率的NA和涡轮机,毫无疑问NA的燃效比涡轮高。
2,把上面这两个机器装到完全一样的车子上,车重,风阻,变速箱都一样,那么有可能涡轮汽车综合油耗会稍微好一点点,但也可能就是5%的 水平。
3,为什么燃效更高的NA装到车上会比燃效低的涡轮的车油耗略高?主要就是低速在城市走走停停时,涡轮没有起压,大概类似于一个大排量的NA与一个小排量的NA的比较了。但针无两头利,这个时候小排量涡轮体现的不线性,涡轮延迟等也是令人烦恼的。

但综合起来比较的话,假设实际行驶中涡轮车是可能能比NA车省点油,但带来很多负面的东西:

1,要去燃油更高的标号,往往省下的那么一点油可能被95跟92的差价抵消掉。
2,更高要求的保养,NA车加半合成完全没问题,涡轮得全合成。
3,可能导致机油消耗异常
4,更大的振动和噪声。
5,更多的产生毛病的可能。
6,目前无法消除的涡轮延迟的问题。

综合起来,涡轮目前能带给我们的可能是排量税,车船税少了,整体综合油耗小点,但代价是可靠性 变差,保养维护更加昂贵,行驶质感大大变差。
看来大家都不知道有四阶段油耗限值这回事啊,摘录下百度的结果,以后大家忘掉大排量NA吧

工信部表示,第四阶段标准从2016年开始导入,直至2020年所有乘用车企业必须满足企业平均燃料消耗量目标值要求。有业内人士表示,这对于汽车企业来说并不是一个容易实现的目标。工信部网站曾公布资料,2013年,中国境内111家乘用车企业共生产/进口乘用车1821.85万辆(不含新能源乘用车和出口乘用车),乘用车行业平均燃料消耗量实际值为7.33升/100公里。工信部相关人士接受其他媒体采访时透露,考虑到企业降耗任务较重,为企业设定了每年油耗达标值,目标由松至紧,从2015年到2020年,工信部为当年生产乘用车设立的平均油耗目标分别为百公里6.9升、6.7升、6.4升、6升、5.5升和5升。 本帖最后由 nilynch 于 2015-6-11 09:43 编辑

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无论如何,LZ整理这一堆资料也是费了时间也是愿意友好讨论的,这个点赞。

关于油耗,涡轮这东西,我的看法:

1,单独拿出个同个时代同样先进技术的一样 功率的NA和涡轮机,毫无疑问NA的燃效比涡轮高。
2,把上面这两个机器装到完全一样的车子上,车重,风阻,变速箱都一样,那么有可能涡轮汽车综合油耗会稍微好一点点,但也可能就是5%的 水平。
3,为什么燃效更高的NA装到车上会比燃效低的涡轮的车油耗略高?主要就是低速在城市走走停停时,涡轮没有起压,大概类似于一个大排量的NA与一个小排量的NA的比较了。但针无两头利,这个时候小排量涡轮体现的不线性,涡轮延迟等也是令人烦恼的。

但综合起来比较的话,假设实际行驶中涡轮车是可能能比NA车省点油,但带来很多负面的东西:

1,要去燃油更高的标号,往往省下的那么一点油可能被95跟92的差价抵消掉。
2,更高要求的保养,NA车加半合成完全没问题,涡轮得全合成。
3,可能导致机油消耗异常
4,更大的振动和噪声。
5,更多的产生毛病的可能。
6,目前无法消除的涡轮延迟的问题。

综合起来,涡轮目前能带给我们的可能是排量税,车船税少了,整体综合油耗小点,但代价是可靠性 变差,保养维护更加昂贵,行驶质感大大变差。

最终,就变成一个取舍的问题了:

你需要更高要求的行驶质感和更加优雅的姿态,并且喜欢简单的维护保养,追求稳定可靠,不在乎多花点税和油费,你自然选择NA。

反过来,你需要涡轮加速时突兀的感觉来刺激感官,对税和油费敏感,而又愿意花时间和更多金钱去保养维护,那你选择涡轮也没什么问题。

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motofox2 发表于 2015-6-11 07:07
从另一个角度,在日常城市行车中,经常走走停停的这种工况下,小排量涡轮机在涡轮没有启动的情况下基本可以认为是一个小排量自吸机,无论是怠速工况还是低速蠕动,显然会比大排量的自吸机要省油的。

  这其实就是NEDC工况下涡轮省油的秘诀,其实涡轮都没用上。

  到了epa工况,哪个厂家的同功率发动机和马自达的skyactive比一比就是了。

  当然,不加混动的情况下,自然是丰田的既有米勒循环,又有涡轮增压的车子适应性最强了。


同意这个。

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WolfX-700 发表于 2015-6-11 01:38
LZ拿着240g/kWh左右的T 来说涡轮增压的燃效……
那这算啥

混动算作弊 本帖最后由 Grus 于 2015-6-11 08:42 编辑

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WolfX-700 发表于 2015-6-11 01:38
LZ拿着240g/kWh左右的T 来说涡轮增压的燃效……

那这算啥

看了这个贴图,正在疑惑,本人啥时候回过这贴
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若干种混动,两种增压和大排量自吸,每种动力系统都只在特定使用情况下比较省油。
忽略驾驶习惯和行驶环境直接讲省油,聪明人这么做叫托,一般人这么做叫〔消音〕。
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40102 发表于 2015-6-10 23:35
看了楼主的倒数第二段。

楼主是来黑涡轮的。高级黑。


从另一个角度,在日常城市行车中,经常走走停停的这种工况下,小排量涡轮机在涡轮没有启动的情况下基本可以认为是一个小排量自吸机,无论是怠速工况还是低速蠕动,显然会比大排量的自吸机要省油的。

  这其实就是NEDC工况下涡轮省油的秘诀,其实涡轮都没用上。

  到了epa工况,哪个厂家的同功率发动机和马自达的skyactive比一比就是了。

  当然,不加混动的情况下,自然是丰田的既有米勒循环,又有涡轮增压的车子适应性最强了。
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WolfX-700 发表于 2015-6-10 23:05
终于有人要向热力学定律和热机基本原理发起挑战了

我看好LZ


你小子有病吧,楼主下功夫旁征博引阐述论点,你要是想放屁就放点有味的来,觉得不屑一放就憋着,上来就※※,你说你算哪棵葱啊?
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LZ如是说:

airstream 发表于 2015-6-10 22:46
有人说在低转速小负荷下,涡轮还没启正压的时候,只是相当于一个呼吸不畅的小排量自吸机,所以并不省油。这种说法是站不住脚的。有个东西叫做进气旁通阀,这个东西的工作原理是节气门开度较小时候,将涡轮短接掉。这个东西有两个作用,第一个作用是在你收油的时候(节气门关小了,而增压的空气被挡在了节气门前面),为了卸掉涡轮和节气门之间的高压(避免损坏节气门),旁通阀接通,把高压空气导回涡轮之前。第二个作用是,在涡轮启压之前,旁通阀接通,让空气绕过涡轮,因而不存在“呼吸不畅”一说。


手头刚好有几个旁通阀

都测试过作动压力

只有节气门后的进气歧管压力与节气门前的进气歧管差压力大于0.73Bar(这个是最小的了) 才会打开阀门

请问常见汽车的怠速进气歧管负压为?

在这种情况下压差能否打开这个阀门?
本帖最后由 WolfX-700 于 2015-6-11 01:57 编辑

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LZ拿着240g/kWh左右的T 来说涡轮增压的燃效……

那这算啥
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说那么多专业的有什么用,我只是觉得现在涡轮越来越多了,连日系好多都上T了,让好些个人伤心。
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看了楼主的倒数第二段。

楼主是来黑涡轮的。高级黑。
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dovecdh 发表于 2015-6-10 23:29
看了很久论坛的帖子
鼓吹大排量NA的一般都是没钱买新款TURBO车,手里老旧大排量NA卖了又不舍得的主
又或者贪便宜买了不知道N手的大排量NA想享受下过气豪车的,看着新款TURBO车省油又有力,一边流口水一边心理不平衡
需要找N个理由打击TURBO来自我安慰的
真正有钱任性的土豪那里会来这里浪费时间口水战来找优越感?

以上内容纯属虚构,如有雷同纯属巧合


2.0T Escalade XL
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键盘党,开一下就知道了,比较个屁
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看了很久论坛的帖子
鼓吹大排量NA的一般都是没钱买新款TURBO车,手里老旧大排量NA卖了又不舍得的主
又或者贪便宜买了不知道N手的大排量NA想享受下过气豪车的,看着新款TURBO车省油又有力,一边流口水一边心理不平衡
需要找N个理由打击TURBO来自我安慰的
真正有钱任性的土豪那里会来这里浪费时间口水战来找优越感?

以上内容纯属虚构,如有雷同纯属巧合
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哪个废油
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WolfX-700 发表于 2015-6-10 23:05
终于有人要向热力学定律和热机基本原理发起挑战了

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涡轮就是脱裤子放屁,多此一举。
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太长没看。省那一点点油有意义?想要大马力直接V8。
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近来,涡轮增压不省油这个观点甚嚣尘上。一些一瓶子不满半瓶子咣当的所谓专业人士,也来鼓吹这种涡轮不省油的言论。我们作为相关专业或者说行业内的人,觉得有必要澄清这个事实。

当然我也知道,在这个年代,逆反的,悖于主流的观点才有人看有人捧,好像自己是有独立思考没被※※似的。大家并不关心事实是什么,讲干货的东西甚至不会像无聊口水贴有人看。不过这次我要较一回真,我认为以无忌泡菜们的层次水平,有些还是能讲些道理的。之前在别人“涡轮不省油”的帖子里做过不少反驳,这样感觉比较被动,这一次算是主动出击,从头到尾系统地给各位讲讲“涡轮增压为什么能省油”。

一、涡轮增压省油的原理

(增压)有效利用增大的转矩可以提高车辆的行驶燃油经济性,如下述两种方法。
1,改变车辆的齿轮转速比,使其以发动机燃油消耗良好的低转速行驶。
2,小排量发动机安装增压器,可以取得与大排量发动机(不增压)同等的动力性能,而且由于泵气损失和机械损失比大排量发动机小,可提高燃油经济性。


这句话不是我说的,这句话是摘自日本自动车技术会编纂的《汽车工程手册》之基础理论篇。

1.为什么低传动比能省油
我们以宝马为例,上一代E90 330i用的是258马力的3.0自然吸气发动机,这一代F30 328i用的是245马力的2.0涡轮增压发动机,总体来说两者动力水平相当具有可比性。
以下是两者传动比的对比图(手动挡,都是六个档容易对比)
很明显,在终传比基本相等情况下,各档位下新328比旧330的传动比有平均18%的降低,在考虑到新3系车轮要比老3系大一号,因此在车速相同的情况下,新328的转速较老330有22%左右的降低。

我们知道,转速越低,活塞环与气缸壁摩擦的次数越少,因此摩擦损失会减少。如果不是转速低到让燃烧变得恶劣,同车速下,基本上可以说转速越低,油耗就越低。
老330的最大扭矩为310NM,在转速2600rpm时达到,这对于自吸机已是很不错的水平。新328从1250-4800rpm都能输出350NM的最大扭矩。涡轮机的扭矩明显大且扭矩平台宽,这样即便是降低了传动比,在最大功率偏小的情况下,新328的加速还是要比老330快。(5.7s VS 6.1s,0-60mph,美国官网数据)

总结:涡轮机扭矩大,可以让传动比更小,转速降低了,所以能省油。

2. 为什么小排量化可以省油
这个其实应该算是常识了,小排量发动机当然比大排量发动机省油。那么加上涡轮这个因素之后,情况会有什么变化呢?
按日本人的说法,我们先从泵气损失开始说。发动机的进气过程是,进气门打开,活塞下行,空气被吸进气缸。这个过程类似用吸管喝可乐,是人的肺做功在嘴里形成了真空度,所以可乐被吸进了嘴里。这个过程是消耗能量的,可以当做是进气的泵气功即。而对于涡轮增压机来说,相当于有一只无形的手在帮你捏可乐瓶,你嘴基本不用吸,可乐自己就从吸管进到嘴里了,你省下了力量,就是泵气损失减小了。
有人说在低转速小负荷下,涡轮还没启正压的时候,只是相当于一个呼吸不畅的小排量自吸机,所以并不省油。这种说法是站不住脚的。有个东西叫做进气旁通阀,这个东西的工作原理是节气门开度较小时候,将涡轮短接掉。这个东西有两个作用,第一个作用是在你收油的时候(节气门关小了,而增压的空气被挡在了节气门前面),为了卸掉涡轮和节气门之间的高压(避免损坏节气门),旁通阀接通,把高压空气导回涡轮之前。第二个作用是,在涡轮启压之前,旁通阀接通,让空气绕过涡轮,因而不存在“呼吸不畅”一说。

说完了泵气损失,再说机械损失。机械损失包括活塞与活塞环的摩擦损失,活塞连杆曲轴机构中的摩擦损失,以及驱动配气机构以及附属机构的损失等等。小排量发动机活塞更小,活塞环更小,行程更小,摩擦面积更小,连杆曲轴配气机构等等都会相应缩小,所以整体的机械损失会更小,这个应该比较容易理解。

二、涡轮增压是一种省油的方法
“Turbo is nowadays on practically all combustion engines due to the increased efficiency. I'd say that's not connected to cylinder volume legislation, that's engineering optimization.”
“涡轮增压技术现在在所有的内燃机上面几乎都有应用,这是因为涡轮增压可以提升效率。我觉得这和排量法规并无联系,这是工程优化的结果。”

这是针对涡轮是否省油的问题,汉思腾先生给我的回答,他是奔驰和MAN的退休高管。

我们看到最近这些年的新车,都号称相对于上一代车型有15%-25%的效率提升。从工程的角度,比如说我们想要实现15%的节油,怎么办?搞轻量化车身,节油3%;搞低阻力轮胎,节油2%;优化空气动力学,节油2%;加个自动启停,节油3%。这还差5%咋办?上个涡轮增压吧。其实就是这么个理,对于厂商来说涡轮增压是可选的省油办法之一。前面几个数字是我随口说的,不过涡轮增压能省油5%可是丰田说的。

A 1.4-liter turbo standing in for a 2.0-liter naturally aspirated engine can deliver a 5 percent increase in fuel economy, Ogiso estimated.
我们估计1.4的涡轮增压机要比2.0的NA机提升5%的燃油经济性。

——丰田的首席工程师小木曾聪Satoshi Ogiso

并不是说涡轮增压发动机一定会很省油一定比自然吸气省油,而是说对于厂商来说涡轮增压是一个能省油的技术,是优化效率的方向之一。有的厂商选了这条路,搞全面增压化;而有的厂商没选这条路,从其他一些方面下功夫,也达到了很高的效率。像马自达这种独辟蹊径用阿特金森循环超高压缩比的,我是很佩服的。创驰蓝天技术用夸张的4-2-1排气,轻量化的曲轴连杆,另外还用响应积极且高效变速箱等等,弥补了阿特金斯循环动力不足的先天缺陷,从而比较好的兼顾了动力性和燃油经济性。马自达的做法就是从别的地方把这5%找回来了。

三、举例
由表3-1可知,相似动力表现的涡轮增压机比自然吸气发动机可省油约9%或少一点。只有宝马3系上的2.0涡轮增压发动机相对于其3.0自然吸气发动机在燃油经济性方面有高达30%的提升。

——《美国未来轻型汽车技术发展趋势》

可以看到,燃油经济性提升最低的大众2.5NA对2.0T也有5.5%,要知道这个2.0T无论功率还是扭矩都比那台老掉牙的2.5NA大得多。考虑到年代差,美国佬这么比也不能说不合理。总的来说我觉得还是印证了前面丰田首席工程师涡轮效率提升5%的说法。

这个5%我们可以认为是单单涡轮贡献的(我个人认为是保守数字),而通常来说新车型都会有15%-25%的燃油经济性提升。(前面宝马的例子属于比较夸张的,美标下提升30%,国标下提升58%)我们看看其他厂家怎么说:

本田举例说,新1.5T涡轮增压发动机与经典的1.8NA相比,扭力输出提升45%,燃效提升15%。该款发动机将最先用于替代讴歌ILX的2.0NA发动机,能够在税费进一步降低的情况下性能大幅提升,ILX的竞争力也会大大增强。
我觉得本田这是谦虚了,1.5T的机器有204马力,这动力水平分明是思铂睿2.4的水准啊!如果对照2.4自然吸气引擎计算,实际的燃油经济性提高应远高于15%。

四、从实用角度看涡轮增压省油原理
先教大家看这个图。这个图叫做油耗特性曲线,是表示发动机在各工况下油耗的。横轴是转速,纵轴是扭矩(或者有效压力),上面的等高线是燃油消耗率,单位是克/千瓦时,就是发动机输出1度电的功需要烧掉多少克油。这个数自然是越低越省油。等高线最上面的边界叫外特性线,就是油门踩到底的意思。

我现在想省油,我想知道图里蓝线的这台2.6自然吸气在什么工况下效率最高?
我们看到最低240的这个圈横轴大概对应2000-3000rpm,扭矩在80%-90%,所以说可以认为在发动机转速两三千的时候,油门几乎踩到底,这时候发动机的效率是最高的。
发现问题了么?其实你根本没法这么开车,你要是真在两千转下油门几乎踩到底的话,转速一下子就上去了,马上就会离开这个最高效率工况区。
这是一个完全动态过程,你要看你常用的工况区才有用,这也是为什么我之前反驳用最佳燃油效率工况点比较油耗无意义的原因。

我相信在日常使用中,99%的时间内,油门都没有踩过30%,转速在2500rpm以下。回到这张图,可以看到这张图里,最低油耗工况点确实2.6NA油耗要低一些,但是我们看日常使用最多的工况即油门30%以下,转速2500rpm以下,还是1.8T的燃油消耗率要更低。

从另一个角度,在日常城市行车中,经常走走停停的这种工况下,小排量涡轮机在涡轮没有启动的情况下基本可以认为是一个小排量自吸机,无论是怠速工况还是低速蠕动,显然会比大排量的自吸机要省油的。

欢迎提问。

本帖最后由 airstream 于 2015-6-10 22:50 编辑

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