1.6T渦輪增壓發動機,相當于多大排量的自然吸氣發動機?

西門町拓海 2022/09/22 檢舉 我要評論

1.6T相當于多大排量?當我們看待自然吸氣發動機時往往會用動力去衡量排量,比如說170-180匹馬力對應2.0L自吸,而195-210匹馬力對應2.5L自吸(4缸,6缸在馬力上還能拉高),但這種衡量方式卻并不適合判斷渦輪增壓發動機。

即便是排量相同的渦輪增壓發動機,也會存在動力不同的現象,關鍵要看增壓系統所提供的峰值壓力有多大。所以1.6T相當于多大排量?這是沒有固定答案的,它可以相當于2.0L自吸,也可以相當于2.5L自吸。甚至在賽道上1.6T可以輸出700多匹馬力,這幾乎相當于6.0L、7.0L的自吸發動機了。

比如現如今F1賽車所使用的1.6T發動機,可輸出的馬力在700匹以上,這相當于多大排量的自吸?總不能說這樣的輸出功率相當于2.0L、2.5L吧?道理很簡單,排量究竟是什麼、排量能起到什麼作用、增大排量的目的是什麼?搞清楚這些就能理解1.6T究竟相當于多大排量了。

什麼是排量?

排量實際上就是發動機在某一個循環內送入氣缸中的最大混合氣體量,也可以看作是發動機將混合氣送入氣缸的能力。拿自吸發動機為例,2.0L自吸發動機每循環最多能將約2.0L的混合氣進行壓縮、點火、做功,這實際上就是排量的意義。排量可以決定每循環的進氣量、噴油量、做功的大小,當然這所指的是自然吸氣發動機。

增大排量的意義是什麼?

內燃機的運轉實際上就是通過燃料的燃燒而實現的。在單次循環中,所能燃燒的燃料越多、內燃機對外做功越多,所輸出的功率也就越高。功率=扭矩*轉速/9550,內燃機輸出功率的過程實際上可以用這個公式來進行理解。公式中的扭矩實際上就是發動機每循環所能燒掉的燃油,而轉速則代表發動機在單位時間內的循環次數。

所以增大排量的意義是什麼?實際上增大排量的目的在于提高每循環所能燃燒的最大油量。因為要考慮空燃比,混合氣濃度只有在7.4-19之間時才能燃燒。所以想使每循環多少油,并不是僅僅增加噴油量那麼簡單,而必須要增加每循環的進氣量,從而實現多噴油。對于自然吸氣發動機而言,每循環的進氣量取決于它的排量。比如0.5L氣缸,每循環參與燃燒的混合氣只能有0.5L,再多它根本吸不進來。

如此一來想增加每循環的進氣量,對于自然吸氣發動機而言只能去做大排量。比如把排量從2.0L提高到3.0L,這時每循環可送入所有氣缸中的混合氣就達到了3.0L。每循環參與燃燒的混合氣量增加,每循環對外做功就多。扭矩因此而提高,而扭矩*轉速后所輸出的功率也會同步提高。這實際上就是自然吸氣發動機增加排量的意義,為什麼排量越大輸出功率、扭矩越足?道理其實就是這麼簡單。

渦輪增壓發動機的進氣原理

渦輪增壓發動機因為額外增加增壓系統,所以它每循環的最大進氣量已經不再受到其固定的物理容積所限制。比如上文提到的自吸發動機,1.5L自吸每循環被送入所有氣缸內的混合氣最多不超過1.5L。但對于一台1.5T發動機而言,每循環被送入所有氣缸內的混合氣可以是1.5L,也可以是2L、3L、4L等等等等,并不是固定的。

這就是增壓系統所起到的作用,因為這個額外的機構會在每一次循環中為燃燒室灌入額外的壓縮空氣。而所灌入額外空氣輛的大小則取決于增壓系統的功率,簡單點說就是渦輪增壓器的慣量大小,大號渦輪所能提供的壓力更大、每循環灌入所有氣缸中的空氣量就更多,反之小號渦輪所能提供的輔助作用就茶一些。

從這實際上我們就能看出自吸與渦輪增壓發動機的明顯差異了,自然吸氣發動機每循環所有氣缸最大混合氣填充量由排量(總氣缸容積)決定,而增壓發動機每循環所有氣缸最大混合氣填充量則更多是由增壓系統來決定。增壓系統功率的大小直接影響到發動機對外的輸出功率,所以1.6T相當于多大排量的自吸發動機?這是沒有答案的,關鍵要看增壓系統的實際壓力值是多少。

1.6T發動機的增壓系統如果能提供4BAR以上的壓力,那麼能輸出5、6百匹馬力。對于自然吸氣發動機而言想輸出5、6百匹馬力至少要6.0L左右。那麼此時我們可以說這台輸出5、6百匹馬力的1.6T相當于自吸6.0L左右的排量。而如果增壓系統所能提供的最大壓力值只有0.8-1.0Bar,那麼功率輸出范圍一般會在170-190匹之間,這樣的輸出功率相當于2.0-2.5L的自吸發動機。所以1.6T所對應的自吸排量并不是固定的,具體大小要根據增壓系統所能提供的峰值壓力來決定

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