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渦輪增壓發明了一百多年,為什么不早點用
Yang2019年09月07日 09:01

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事實上,全球主流車廠大都在最近幾年轉向渦輪增壓的陣營,排量雖小,但馬力和扭矩卻有非常好的表現,因此也受到了消費者的熱烈追捧,就連堅持大排量自然吸氣的跑車法拉利,一級死守自吸陣地的日系品牌本田等也都終于繳械投降,“才”開始推出渦輪增壓車型。那么,渦輪增壓這么好的“新技術”,是當代才發明出來么?如果不是,為什么早點不用?

什么是渦輪增壓?

渦輪增壓(Turbo)即是指通過渦輪增壓器驅動并壓縮空氣,增大發動機的進氣量,使燃油得到充分燃燒,從而獲得更大的扭矩和功率,提高發動機馬力的技術。

渦輪增壓的歷史

瑞士工程師比希于1905年就申請了渦輪增壓的專利,幾乎與汽車的大眾化時代同步,要知道那個年代,汽車還是這樣的:

不過,最早的渦輪增壓器是應用在飛機和坦克的發動機上的,然后過了56年,美國通用汽車才開始嘗試在發動機上采用渦輪增壓技術。1971年,保時捷911將渦輪增壓技術裝配到量產車型上;1977年,瑞典薩博公司在SAAB99車型上將渦輪增壓技術發揚光大,成為渦輪增壓的開山之作,讓世人為之矚目。

直到80年代之后,渦輪增壓技術才汽車發動機的應用才開始走向普及,各國都開始將這一技術廣泛應用在自己的汽油和柴油車型中。而在中國,渦輪增壓的開始流行,廠家與消費者開始熱捧,也就是這10年間發生的事情。

渦輪增壓發動機的發展趨勢

增壓發動機主要有機械增壓系統、廢氣渦輪增壓系統、復合增壓系統。其中機械增壓系統是用發動機的動力來直接驅動渦輪,壓縮空氣進入發動機,這樣的方式可以直接獲得穩定的轉速,而且沒有遲滯現象,動力輸出較為流暢,但是這種方式會損耗到發動機動力,增壓效率不是很高。

而我們俗稱的渦輪增壓系統,則是利用發動機排出的廢氣來驅動渦輪,從而帶動同軸的空氣壓縮器進行發動機空氣的增壓,所以它的反應是需要發動機增大排氣之后才能夠獲得相應的功率提升,所以會有曾經常見的“渦輪遲滯”的現象,一般會有2s左右的的停頓,才會獲得動力爆發。

而復合增壓發動機也就是“雙增壓發動機”,即是將這兩者進行結合,也就是雙增壓系統,如大眾的TSI,從而同時獲得兩者的長處。而渦輪增壓發展到今天,還出現了諸如雙渦輪增壓、單渦輪雙渦管增壓、可變截面渦輪增壓VTG(Variable Turbine Geometry)等,都是時下主流的發動機渦輪增壓技術。

渦輪增壓的問題所在

其實,多年來,阻礙渦輪增壓發動機進程的最大的問題就是渦輪遲滯(Turbo Lag),而根其據原理可以看出,渦輪增壓是利用汽車廢氣來驅動,而汽車廢氣的排放到驅動渦輪,到壓縮空氣,再到發動機進行噴油燃燒,這個過程是不可能完全同步的,目前許多渦輪增壓已經做到了大幅度減少遲滯時間,但這個時間還是客觀存在。

第二個問題,在汽車低轉速時,由于排放廢氣過少,用來驅動渦輪并不是很給力,所以就容易出現渦輪增壓車型需要一個起始轉速,在這個轉速范圍內就可以享受到渦輪增壓帶來的爆發力和推背感,但是在低速時,由于排量過小,發動機會顯得比較吃力,整體動力表現完全是兩重天。當然,在高轉速下,“渦輪喘震”、溫度太高等問題也是渦輪發動機面臨的嚴峻考驗。

為什么不早點用?

渦輪增壓發明了一百多年,為什么不早點用?其實原因很簡單,從油耗、可靠性、舒適性上來講,渦輪增壓其實并不是什么先進的技術,甚至還存在著各種尚未解決的問題,在各個方面都沒有完全取代自然吸氣的底氣,況且現在在混動和電動技術的壓迫下,渦輪增壓只是看起來很美而已。如今汽車的主體發展趨勢還是將最終走向電動汽車,許多廠商都是為了拿這個技術來進行過渡,以規避許多國家嚴苛的排放法規。

渦輪增壓熱銷背后的深層原因

歐系車是最早開始推廣渦輪增壓的,歐盟對汽車尾氣排放的高標準要求,逼迫著各歐系廠家不斷地探索和應用這項技術。而我國的道路以及車輛排放標準長年比照著歐洲,尤其是按照排量來確定購置稅,甚至1.6L以下購置稅減半等政策,用排量一刀切的稅收方式,在誤導著消費者去追求渦輪增壓車型。相應的,在排放標準比較寬松的國家如美國,以及并不追求大馬力汽車的日本,他們都對渦輪增壓并沒有那么感冒。

而國內逐漸興起的渦輪增壓潮,一方面是某些廠商不遺余力地宣傳推廣,一方面也和消費者的誤讀、誤解有關系,比如1.4T的油耗并不一定比1.8L自然吸氣的低,但是消費者總認為1.4L的油耗,1.8L甚至2.0L的動力,其實這是一種誤區。

總結

自然吸氣并沒有什么不好,而渦輪增壓也并非是能獨占天下的霸主,堅持走渦輪增壓的歐系廠商,與堅持自然吸氣、混動汽車的日系廠商,它們都沒有對錯;當下流行的各種汽車技術,也并非能夠做到日新月異,只不過都是為了低油耗、低排放、增加動力所做出的努力而已,所以沒必要神話某一項“高科技”,最重要的是要對這些汽車技術做到心里有數,不要輕易被忽悠。

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