涡轮增压发动机的热效率为啥不如自然吸气发动机
发布时间: 2024-12-16 来源:安博体育官方下载
小马能拉动大车吗?听起来有点难以置信,但涡轮增压发动机就是这么个"怪物"存在。
它外形纤小,但动力十足,油耗却远比大排量自然吸气发动机更省。究竟增压机是怎么样才能做到这一点的?今天就让我们把这一个话题的面纱给揭开。相比自然吸气发动机,涡轮增压发动机最大的优势就是能在较低转速下输出更大的动力。但与此同时,它的热效率却常被诟病不如自然吸气发动机。多个方面数据显示,目前大多数自然吸气发动机的峰值热效率可达40%甚至更高,而增压发动机的峰值热效率普遍只有37%左右。那自然吸气发动机是怎么来实现更高热效率的呢?这就要从"米勒循环"和"阿特金森循环"说起。这两种创新循环的本质,就是缩短压缩行程、增加膨胀行程,使每个循环内可做更多功。听起来小马能拉动大车吗?听起来有点难以置信,但涡轮增压发动机就是这么个"怪物"存在。它外形纤小,但动力十足,油耗却远比大排量自然吸气发动机更省。究竟增压机是怎么样才能做到这一点的?今天就让我们
把这个话题的面纱给揭开。相比自然吸气发动机,涡轮增压发动机最大的优势就是能在较低转速下输出更大的动力。但与此同时,它的热效率却常被诟病不如自然吸气发动机。多个方面数据显示,目前大多数自然吸气发动机的峰值热效率可达40%甚至更高,而增压发动机的峰值热效率普遍只有37%左右。那自然吸气发动机是怎么来实现更高热效率的呢?这就要从"米勒循环"和"阿特金森循环"说起。这两种创新循环的本质,就是缩短压缩行程、增加膨胀行程,使每个循环内可做更多功。听起来文点绕,我们用实际案例解释就很容易理解了。比如某发动机气缸容文.Cn积0.5L,一般的情况下活塞压缩行程86mm。如果利用一些操作,文lureland.Cn使气缸内混合气变为0.3L,那压缩行程就会缩短至51.6mm,文jiuquaizuixingwangzhi.Cn但膨胀行程仍是86mm。压缩阶段做功少了,膨胀阶段做功却没减少文rjpclcq.Cn,自然热效率就会提高。这就是自然吸气发动机如何借助进气门控制技文skcvnzax.Cn术实现"米勒循环"或"阿特金森循环"的奥秘所在。
可就在自然吸文发动机"创新循环"的路上越走越远时,增压机却遭遇了一个让人头文nkcgz.Cn疼的问题——压缩行程大于膨胀行程。以上例子中0.5L气缸,若进文webphper.Cn气量增加到0.75L以上(增压机加力的结果),那压缩行程就会超文350108post.Cn过86mm,而膨胀行程仍是86mm,与创新循环的设计初衷完全背文0ugyj3.Cn道而驰。有人说,既然增压发动机的热效率不如自然吸气发动机,那文unmannedfactory.Cn为什么还要增压呢?事实上,热效率并不等于实际使用油耗。台架文tubutianxia.Cn测试时,发动机长时间保持在峰值热效率的理想工况,燃油经济性自然文raxuebo.Cn好。可实际应用于汽车上,情况就完全不同了。平均热效率才是决定实文xtfkn.Cn际油耗的重要的条件。自然吸气发动机常常要2500转以上的高转文marinjaune.Cn速才可以做到较高的热效率区间。而在市区行驶时,转速
往往被压制在1文00转以下,热效率也就只有33%到35%左右。相比之下,增文hncdhybiaomianjishu.Cn压发动机在1000多转时就可通过增压实现理想负荷。在1500-文700转的市区行驶区间,它正好达到峰值37%到38%的热效率文shaochai.Cn。也就是说,高热效自然吸气发动机,更像是个"半成品"。单一使文0779cn.Cn用它,想要回避非理想负荷下平均热效率低的窘境很难。而小排量增文gzsqzx.Cn压发动机,则在日常使用工况下有着热效率优势。它可把发动机的大部文scjw2009.Cn分工作区间强行拉到效率较高的低转速区。不仅如此,同等上限功率文84753.Cn下,增压发动机的排量往往更小。这使得同样工况,它的总体功耗自然文cpw335.Cn更低。比如对比1.6L自然吸气发动机和1.0T增压发动机,假文zhundui.Cn设二者峰值热效率分别为40%和38%,上限功率相当。90km文692786250.Cn/h平稳巡航,1.6L自吸要2000转,到达35%热效率区。而文pjgjylc7.Cn1.0T只需1600转,处在
38%的高效区间。油耗自然更省。文看180km/h高速行驶,1.6L自吸已接近峰值负荷区,热效文icngr.Cn率骤降至30%左右。1.0T处在中高负荷,热效率下降不会太多。
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