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都說渦輪增壓動力足 但你了解渦輪遲滯嗎

時間:2019-06-15 09:31  來源:紹興汽車網

  渦輪遲滯現象的存在使很多人對自吸發動機戀戀不舍,那么對于渦輪遲滯,我們又有什么辦法去克服呢?本文將詳細解析以下幾個問題:

  1、什么是渦輪遲滯?

  2、為了抑制渦輪遲滯,車企們做了哪些努力?

  3、渦輪遲滯能否完全消除?

  近期上市的熱門新車著實不少,其中包括星越、思域、途昂X、紅旗HS5等,在關心價格、配置的同時,我們也應該發現了一個問題:這些新車搭載的發動機基本都是1.5T、2.0T,離開了渦輪增壓,新車的競爭力似乎要減去一半。

  而今年傳出的日產1.5T發動機即將排產的消息,讓人感覺到渦輪增壓確實是大勢所趨。即使沒開過車的人,可能也知道“自吸線性、渦輪不跟腳”的說法,而渦輪增壓車型的“不跟腳”指的正是“渦輪遲滯”。渦輪遲滯讓原本開慣了自吸車型的車主覺得不爽,那么問題也來了:所謂的渦遲滯,能否讓它完全消失呢?

  何為渦輪遲滯?

  在探討如何解決渦輪遲滯的問題之前,我們得先來了解下什么是渦輪遲滯。簡單的說,渦輪遲滯就是從駕駛員踩下油門到渦輪增壓壓力達到最大值之間存在的時間差,渦輪建立壓力所需的時間越長,渦輪遲滯現象就越明顯,因而在一些渦輪增壓車型中,我們能感覺到車子到了2000轉左右才發力,如果對渦輪遲滯的抑制不到位,渦輪在介入時還會有很明顯的突兀感。

  在小排量渦輪增壓車型中,“輕踩油門動力不夠、踩深了又往前竄”的現象很常見,如果渦輪增壓的突兀感很明顯,那對于需要精準駕駛的情況無疑是不利的,例如擁堵時跟車、極限路況越野等。尤其是越野,很多時候能不能脫困就看駕駛員對油門的精準控制,這就是陸巡、途樂等硬派SUV都青睞于大排量自吸發動機的原因。

  既然渦輪遲滯會在一定程度上影響駕駛,那么若是能把它“消滅”掉,估計自吸黨也就可以閉嘴了,兼顧動力和線性輸出,豈不美哉?但這消除說起來容易做起來難,下面我們看看工程師們為了對抗渦輪遲滯做了哪些努力。

  1.小慣量渦輪

  前文說到,渦輪在介入的時候車子可能會往前“竄”,但如果車輛使用了質量輕、慣性小的渦輪,那么渦輪遲滯又會得到有效的緩解。小慣量渦輪就像一個短跑運動員,它雖然力氣不如舉重選手,但起跑時卻可以更加輕快。采用小慣量渦輪是目前大多數車企的做法,這種辦法成本低,實際運用起來也簡單可靠。

  既然說小慣量渦輪更像短跑運動員,因此它通常只適用于一般的家用車,對于那些排量較大、追求動力表現的中高級車型,小慣量渦輪就會顯得有些吃力。再者,對于渦輪遲滯,小慣量渦輪也只是起到緩解作用,并不能完全消除。

  2.可變幾何渦輪

  相比于小慣量渦輪,可變幾何渦輪一般采用大渦輪,它變的并不是渦輪葉片本身,而是控制空氣進入的導流葉片,在發動機低轉速時,可以通過改變導流葉片的角度,使氣流入口的橫截面積變小,形成更大的“推力”來推動渦輪轉動,相比于普通渦輪,可變幾何渦輪可以在初段加速時獲得更快的動力響應,達到抑制渦輪遲滯的效果。

  而在高轉速時,隨著廢氣壓力不斷增大,導流葉片的角度也跟著開到最大,增壓效果與一般的大渦輪無異。在了解過可變幾何渦輪的工作特性后,我們可以看出它其實是綜合了小慣量渦輪和大渦輪的優點,在低轉速時可獲得更快的響應,高轉速時又能達到大渦輪的增壓效果,獲得強勁的動力。目前,這項技術的杰出代表是保時捷VTG系統。

  3.電動渦輪增壓

  顧名思義,電動渦輪增壓肯定是離不開電機,用電機的原因其實很簡單:既然發動機在低轉速時排氣壓力不夠大,那為何不采用更容易實現精準控制的電機來驅動渦輪呢?

  于是,為了給廢氣增壓“打輔助”,工程師們想到加一個輔助電機,說“輔助”是因為電機并不能完全代替廢氣的驅動力,它只在低轉速時驅動渦輪,這樣能夠有效抑制渦輪遲滯。

  而到了高轉速區間,電機停止工作,渦輪依舊由發動機廢氣來驅動,畢竟高負荷時渦輪的轉速是以萬轉甚至十萬轉為單位,在汽車電源有限的情況下,電機很難滿足高轉速條件,這也是電動渦輪增壓車型一般要搭載48V電源的原因。目前使用該技術的代表品牌有奔馳和奧迪。

  4.偏時點火系統

  比起前面說到的幾個辦法,偏時點火系統要“酷炫”很多,其原理是當大量汽油進入發動機時并不點火,而是等這些霧化的汽油進入溫度很高的排氣系統,霧化汽油遇熱后發生爆炸,爆炸產生的氣壓一方面會往回沖,達到推動渦輪轉動的效果,另一方面會往排氣管外沖,在排氣管口產生火焰,并發出“啪啪”的聲音。

  舉個例子,我們一般會在過彎前減速,這時車速和發動機轉速都會往下掉,出彎加速時如果有渦輪遲滯,車子的反應和速度就會變慢,這種慢在賽道上是致命的,而偏時點火系統正是為了保證渦輪轉速維持在高水平,在任何時候都能獲得夠快的響應。偏時點火系統其實是比較極端的辦法,因為它會影響氣門、渦輪、排氣系統的壽命,并且排氣管的啪啪聲很吵,該技術通常用在賽車上。

  在《頭文字D》中,須藤京一的座駕正是采用偏時點火系統的三菱Lancer EVO,其排氣管放鞭炮般的爆炸聲和火光,足以讓粉絲熱血沸騰,但這效果要是放在家用車上,我們只能說個“不”字了。

  能否完全消除渦輪遲滯?

  在不加裝電機、不改變渦輪工作狀態的前提下,要找到一個完美消除渦輪遲滯的辦法確實很難,前文中提到的各項技術均有弱點,例如小慣量渦輪的增壓效果有限;可變幾何渦輪和電動渦輪的技術門檻較高,難以普及到家用車上;而偏時點火系統又只適用于賽車、性能車。

  所以,完全消除渦輪遲滯并不是不能做到,只是要找到一個既能夠消除渦輪遲滯、又可以普及到家用車上、并且可靠性還有保障的方法很難。

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