增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)富氧燃燒概念扭矩馬力關(guān)系

要了解渦輪增壓發(fā)動機如何節(jié)油，掌握這三個知識至關(guān)重要。首先我們來看看增壓系統(tǒng)的循環(huán)原理:增壓器本身沒有動力系統(tǒng)，其渦輪葉輪的運轉(zhuǎn)既不是電驅(qū)動，也不是燃燒燃料和熱能驅(qū)動。

基礎(chǔ)知識的動力來源是內(nèi)燃機運行中的廢氣。燃油車配備“四沖程活塞往復(fù)循環(huán)熱機”，其第四沖程為排氣沖程。由于氣缸(燃燒室)內(nèi)的壓力很高，廢氣的流量和壓力也極高，很難在運動中堵塞排氣管。涉水行駛即使水位超過尾管，也會被排氣壓力推出。

因此可以看出尾氣的壓力有多高，所以高流量的高壓尾氣會帶動渦輪增壓器渦輪，其轉(zhuǎn)速會很快。渦輪增壓器渦輪由來自排氣歧管的高壓廢氣驅(qū)動，同時驅(qū)動進氣管中的葉輪以相同的速度旋轉(zhuǎn)。

圖1:增壓器的結(jié)構(gòu)

圖2:完整結(jié)構(gòu)的動態(tài)演示

“葉輪”在進氣系統(tǒng)中運行，轉(zhuǎn)速可高達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)至10萬轉(zhuǎn)以上?？湛諝馔ㄟ^排氣沖程的吸力和進氣沖程的負壓被吸入，當(dāng)它流經(jīng)葉輪時，會被高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力壓縮。空氣體由各種分子組成，其中主要有以下三種類型。

氮氣78%氧氣20.94%二氧化碳0.03%

剩下的是稀有氣體。各種分子之間是有間隙的，因為分子(和其中的電子)是互斥的；如果沒有壓力約束，空氣體理論上不存在。

這里所謂的20.94%的氧比標準，是零海拔的標準氧濃度；越靠近水平線，空氣體受重力約束的程度越高。說白了，空氣體的分子間隙是靠壓力(拉力)減小的，但是隨著海拔的升高，空氣體在重力的作用下會越來越小，失去束縛作用分子排斥的程度就會嚴重，或者可以理解為空氣體。

比如在5000米的高空，分子排阻理論會導(dǎo)致氧氣減少到11.5%。然而，裝有燃油車的內(nèi)燃機的運行基礎(chǔ)是單位體積的氧分子越多越好。然后，氧氣被外力壓縮得更“緊”——減少了分子間隙，增加了氧氣分子的數(shù)量。這是最理想的進氣方式嗎？

富氧燃燒渦輪增壓發(fā)動機增加氧氣濃度。需要增加燃油噴射嗎？很多非車輛用戶認為TURBO發(fā)動機耗油，這是由于對兩個概念的誤解。

TURBO-增氧不增量(體積概念)排量＋等于增量

渦輪增壓技術(shù)不會改變發(fā)動機的進氣量。比如2.0L-T的增壓器，每個氣缸的排量會是“0.5L”(升)；沒有助推器系統(tǒng)就不會變，加了助推器也不會變。是不是有點難以理解，增加的只是【固定標準量的氧分子數(shù)】？再看一張，你可能就放心了。

可以理解，標準海拔的氧濃度為20.94%，因此理解為“1l=2094個氧分子”(例)。

2.0L-NA自吸為2094個2.0L-Turbo高度壓縮可增加到≥3000個

這就是所謂的“富氧狀態(tài)”。燃燒的本質(zhì)是燃料碳氫化合物(或其他可燃物)的氧化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，【光能&:熱能】，其實能轉(zhuǎn)化為動力的熱能只是一個巧合的發(fā)現(xiàn)，然后通過機械結(jié)構(gòu)得到很好的利用。

反應(yīng)的本質(zhì)是分子運動碰撞產(chǎn)生的驅(qū)動力，決定驅(qū)動力強弱的核心因素是氧氣的濃度，只要濃度高于常壓標準即可；然后分子運動產(chǎn)生的驅(qū)動力更強，所以渦輪增壓發(fā)動機依然按照空14.7:1的氣油比噴油，只是進氣系統(tǒng)稍有升級；提高扭矩的技術(shù)方向已經(jīng)從原來愚蠢的增加排量(增加油耗基數(shù))的方法，變成了先進的“標準燃油噴射-充氧加扭矩”的方法。

概念公制馬力是行業(yè)通用的單位標準，驅(qū)動力為運動效率1ps=75kg1m/1s(每秒每米)。在物體質(zhì)量不變的前提下，馬力越大，運動速度越快。下面可以說明節(jié)油的基本方式:功率=扭矩×速度÷9549，馬力=功率×1.36。一輛車需要足夠的馬力才能順利加速，而增加馬力的方法無疑有三種。

大扭矩×高轉(zhuǎn)速＝強勁大扭矩×低轉(zhuǎn)速＝合格小扭矩×高轉(zhuǎn)速＝合格

轉(zhuǎn)速的概念:曲軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，四沖程發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)兩圈，噴油一次。那么當(dāng)然，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，噴油頻率越高，也就是油耗越大，所以第三種組合雖然動力合格，但油耗總會高。

真實數(shù)據(jù)比較:

2.0L-NA平均最大扭矩200N·m左右(4000pm左右達到峰值)2.0T-增壓機峰值數(shù)據(jù)可達400N·m(1500~4000rpm區(qū)間維持峰值)

同樣排量和噴油量的發(fā)動機，2.0T增壓機的最大扭矩會高一倍，所以同樣馬力需求所要求的速度標準會差很多。比如需要100PS馬力時，2.0NA的轉(zhuǎn)速約為4000轉(zhuǎn)/分，但2.0T的這個水平低于1800轉(zhuǎn)/分。油耗高還是低有爭議嗎？

總結(jié):渦輪增壓技術(shù)當(dāng)然更省油，但因為動力強很多，用戶在實際駕駛時會迅速改變駕駛風(fēng)格。養(yǎng)成高速駕駛快感的習(xí)慣后，油耗總會略高。但是，如果采用等效排量和推重比的增壓車，以自然吸氣車用戶的風(fēng)格駕駛，那么油耗肯定要低很多。

(柴油機節(jié)油的原理也是高熱能、高扭矩-低速運轉(zhuǎn))