自然吸气和涡轮增压的区别与作用
涡轮增压器作用
涡轮增压器作用涡轮增压器是一种用来增加发动机进气量的装置,它通过压缩空气的方式提高燃料的燃烧效率,从而增加发动机的功率和扭矩输出。
涡轮增压器在汽车和其他内燃机驱动装置中被广泛使用,有助于提高动力性能和燃油经济性。
涡轮增压器的主要作用是通过压缩进气空气,增加氧分子的浓度。
这样,更多的燃料可以被燃烧,提供更大的动力输出。
涡轮增压器利用发动机排气过程中的废气能量来驱动涡轮,涡轮与压气机相连,废气经过涡轮的作用,提供动力给压气机,使压气机能够将空气压缩并送到发动机中。
涡轮增压器的工作原理是利用废气与来自进气管的新鲜空气共同作用在涡轮上,使涡轮高速旋转。
而涡轮另一端与压气机相连接,涡轮的转动驱动压气机将新鲜空气进行压缩,提供给发动机使用。
由于涡轮增压器将废气能有效利用起来,所以既提高了发动机的动力输出,又减少了废气对环境的污染。
涡轮增压器的优点主要有以下几个方面:1. 提高动力输出:通过将更多的空气压缩送入发动机中,涡轮增压器增加了燃料的燃烧效率,从而提高了发动机的功率和扭矩输出。
这使得汽车更具有冲击力,提升了加速和爬坡能力。
2. 提高燃油经济性:通过增加进气空气的密度,涡轮增压器可以使发动机在相同功率输出的情况下燃烧更多的燃料,使得燃油的利用率更高。
这意味着在行驶过程中,车辆可以以更低的燃油消耗获得更高的动力,提高燃油经济性。
3. 减少尾气排放:涡轮增压器可以充分利用废气能量,提高发动机的排气效率,减少尾气排放。
废气在涡轮的作用下转换为较高的压力和动能,由于高温高压的空气在燃烧过程中有利于燃料的完全燃烧,使得尾气中的有害物质量降低。
4. 提高海拔适应性:涡轮增压器可以通过增加进气压力来保持较高的气压,提供更多的氧气供应给发动机。
这对于在高海拔地区行驶的汽车来说尤为重要,因为高海拔地区的氧气含量较低,发动机输出功率受到限制。
涡轮增压器可以解决这个问题,使得发动机的动力输出能够在不同海拔高度下保持相对稳定。
自然吸气和涡轮的工作原理
自然吸气和涡轮的工作原理
自然吸气和涡轮的工作原理可概括为:
一、自然吸气
1. 利用进气管内空气流动产生的负压。
空气流经进气管时速度加快,根据伯努利定律,速度增大,压力下降。
2. 这时进气口打开,大气压力高于管内,空气自然由高压流向管内低压区域,实现自然吸气。
3. 进气量取决于管内流速,可通过改变进气道面积调节进气量。
但压力差有限,吸气量也较小。
二、涡轮增压
1. 利用涡轮压缩机,当高速排气喷入涡轮,旋转驱动涡轮轴连动转动压气机。
2. 压气机因旋转进行机械压缩空气,将压缩空气喷入进气管提升增压。
3. 压力增高取决于涡轮转速,可通过调节转速改变增压量,范围更大。
4. 还可利用废气能量进行增压,效率更高。
涡轮增压压力可达多个大气压。
综上,自然吸气依靠速度变化产生压差;涡轮增压则通过机械压缩实现,增压量更大,两种机制有本质区别。
涡轮增压和自然吸气工作原理
涡轮增压和自然吸气工作原理
涡轮增压和自然吸气是目前市场上主要的两种发动机类型,无论是
汽车还是航空、海运等领域,都被广泛应用。
本文将详细介绍涡轮增
压和自然吸气发动机的工作原理。
涡轮增压发动机
涡轮增压发动机是指通过升高进气压力来提高发动机的排气功率而实
现正常燃油消耗的机型。
将增压器安装于发动机进气道上,使用发动
机排气气流中的动力来驱动涡轮增压器叶轮,叶轮旋转产生强大的气
流将进气压力提高,使得进入发动机的气体更加密集,燃烧也更加充分。
涡轮增压发动机的构造简单,可调性好,功率高,且轻便紧凑。
不过,由于增压器需要排气气流驱动而驱动来自排出物和空气中的污物等会
直接影响其效率,一定程度上限制了其使用寿命。
自然吸气发动机
自然吸气发动机指的是将空气自然吸入气缸内进行燃烧的机型。
自然
吸气发动机是常用发动机之一,也是早期汽车发动机的主打之一。
自然吸气发动机不需要额外的增压器,因此更加简单、可靠、稳定,
而且产生的噪音相对较少。
同时,由于气缸中的压缩比较低,在同等
排量条件下可以提供更加接近自然环境的驾驶体验。
相对于涡轮增压发动机而言,自然吸气发动机功率不如涡轮增压发动机,节约空气的能力和动力不足也是其短板之一。
但是,在某些场合,此类控制板可以提供比涡轮增压发动机更加灵活的驾驶风格和更加平
稳的加速感觉,非常适合旅游驾驶等。
总的来说,涡轮增压发动机和自然吸气发动机各自适用于特定场景,
选择何种发动机也要根据实际需求进行考虑。
涡轮增压
什么是涡轮增压?首先我们来弄明白什么是涡轮增压。
涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。
相信大家都在路上看过不少这样的车型,譬如奥迪A6的1.8T,帕萨特1.8T,宝来1.8T等等。
涡轮增压套件涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。
一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。
这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。
就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。
二、涡轮增压的原理最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。
红色为高温废气,蓝色为新鲜空气众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。
因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。
我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。
汽车发动机进气系统工作方式的常见分类
汽车发动机进气系统工作方式的常见分类汽车发动机进气系统的主要功用是为发动机输送清洁、干燥、充足而稳定的空气以满足发动机的需求,避免空气中杂质及大颗粒粉尘进入发动机燃烧室造成发动机异常磨损。
目前,发动机进气系统常见工作方式为自然吸气、涡轮增压、机械增压、双增压等。
一、自然吸气自然吸气(Normally Aspirated)是汽车进气的一种,是在不通过任何增压器的情况下,大气压将空气压入燃烧室的一种形式,更加稳定,自然吸气发动机在动力输出上的平顺性与响应的直接性上,要远优于增压发动机。
如本田飞度1.5AT炫酷运动版搭载了1.5L自然吸气发动机:二、涡轮增压涡轮增压(Turbocharger)发动机是指利用废气冲击涡轮来压缩进气的增压发动机,简称Turbo或T。
如在一些轿车尾部看到Turbo或T,即表明该车采用涡轮增压发动机。
这种发动机是利用发动机排放出废气的能量,冲击装在排气系统中的涡轮,使之高速旋转,通过一根转轴带动进气涡轮以同样的速度高速旋转使之压缩进气,并强制地将增压后的进气压送到气缸中。
由于发动机功率与进气量成正比,因此可提高发动机功率。
它利用的是发动机排出的废气,所以,整个增压过程基本不会消耗发动机本身的动力。
涡轮增压拥有良好的加速持续性,用通俗的话说就是后劲十足。
而且最大转矩输出的转速范围宽广,转矩曲线平直,但低速时由于涡轮不能及时介入,从而导致动力性稍差。
如奥迪A4L 2013款2.0TFSI AT采用了2.0L涡轮增压发动机:三、机械增压与涡轮增压相比,机械增压(Supercharger)的原理则完全不同。
它并不是依靠排出的废气能量来压缩空气,而是通过一个机械式的空气压缩机与曲轴相连,通过发动机曲轴的动力带动空气压缩机旋转来压缩空气。
压缩机是通过两个转子的相对旋转来压缩空气的。
正因为需要通过曲轴转动的能量来压缩空气,机械增压会对发动机输出的动力造成一定程度的损耗。
机械增压器的特性刚好与涡轮增压相反,由于机械增压器始终在“增压”,因此在发动机低转速时,其转矩输出就十分出色。
自然吸气和涡轮增压发展史
自然吸气和涡轮增压发展史自然吸气和涡轮增压发展史自然吸气和涡轮增压分别是汽车行业中广泛的动力增强方案。
二者都是为了提升引擎的功率、扭矩和性能,以更好地满足驾驶者的需求。
自然吸气是指通过引入大气压力将空气吸入汽车引擎,从而产生动力。
而涡轮增压则是通过高速旋转的涡轮来压缩空气和燃油混合物,从而提高引擎的效率和性能。
本文将讲述自然吸气和涡轮增压的发展史。
自然吸气的发展1806年,诺曼·鲁恩斯里(Norman Lurner)发明了气体发动机,第一次在人类历史上成功使用了自然吸气。
19世纪末和20世纪初,汽车工业逐渐发展成熟,自然吸气引擎广泛应用于轿车和商用车辆中。
20世纪70年代,随着环境保护意识的兴起,政府开始出台限制汽车尾气排放的法规。
此时,自然吸气引擎的发展开始受到限制,汽车制造商制定了更先进的燃油喷射系统和催化转化器来满足排放要求。
自然吸气引擎的发展变得相对缓慢,直到近年来得到进一步推进。
现如今,自然吸气引擎仍然是相对成熟的动力方案之一,广泛应用于中高档轿车、SUV和商用车辆中。
特别是越野车和皮卡,自然吸气引擎的可靠性和耐久性是优势所在。
涡轮增压的发展涡轮增压的总体原理是压缩空气后,将混合气送入汽缸中。
这种技术的出现,可以令引擎的功率和扭矩大幅提高,从而让车辆加速更快。
最早的涡轮增压技术,可以追溯到20世纪初。
当时在飞机中出现了涡轮增压技术,也就是使用涡轮来加压空气,以提高飞机引擎的性能。
在战争中,军队很快就将这项技术用于战斗机的设计中。
20世纪80年代,自然吸气引擎难以满足越来越高的性能要求。
当时汽车制造商们开始尝试引入涡轮增压技术,以提高汽车的动力性能。
在经过长时间的研究后,涡轮增压技术得到了不断的改进,成为了一种独立的动力方案。
现如今,几乎所有的汽车制造商都在涡轮增压领域进行了深入的研究和发展。
不同的汽车制造商还开发了不同的涡轮增压系统。
例如,轮轴式涡轮增压系统,具有非常高的功率和扭矩输出,表现出色;而顶置涡轮增压系统则更加灵敏,响应性更好,适用于性能驾驶型车辆。
自然吸气、机械增压和涡轮增压器的区别
发动机带来多余的油耗。缺点也很明显,一个是反应迟滞,因为从进气到排出尾气是需要一段时间的,这也就是说涡轮的响应是永远滞后于当前车速状况。这一点在汽车启动时表现的尤为突出。此外,涡轮使用和保养也较为复杂。近几年来涡轮发动机的盛行,主要是由于它强劲的动力表现,1.4排量的涡轮增压发动机可以和1.8排量的自然吸气发动机在动力性上不相上下。由于相关排放法规和政策的缘故,小排量大动力的车当然会受到厂商和消费者的青睐。
涡轮增压则是近年来的热门,几乎每个车企都以涡轮增压车型为销售主力,几乎成为了新技术的代名词。最早的增压方式都是机械增压,涡轮被发明以后为了和原来的增压方式区分开来,就在排量后加个字母“T”,可以说绝大多数车尾巴上有“T”的车都是涡轮增压。涡轮增压的原理,是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。理论上,只要气缸本体当初设计时够厚、耐得住压力,再增加涡轮增压器本体的尺寸和数量,增压力道几乎可以无限制增加。也就是说,涡轮所增的压力可比机械增压器高数倍。此外,由于使用的是尾气的能量,理论上不会为
综合来看,三种进气方式各有优劣,不能说哪个先进哪个落后,关键还是根据车主的个人爱好和用车习惯选择最适合自己的一款。
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首先介绍的是自然吸气。所谓自然吸气,就是在不通过任何增压器的情况下,大气压将空气压入燃烧室的一种形式。早期的家用轿车大都采用这种进气方式。因为少了一个压缩环节,自然吸气发动机在动力输出上的平顺性与响应的直接性上,要远优于增压发动机。但是缺点也显而易见,由于无法调至合适的空燃比,同等排量的自然进气发动机比装备了增压器的发动机动力性上要逊色不少。目前市面上主要的自然吸气车型有帝豪EC8、标致508、雪铁龙C5等。
细心的车友可能会留意到汽车尾巴上的各种不同的字母,比如说1.8T、2.7TDI、2.4L、2.8FSI、1.8TSI、3.0TFSI之类的字样。那这些字母各自有着怎样的含义呢?其实大部分情况下字母是用来说明这款车的增压方式的。比如字母T是英文Turbo(涡轮)的缩写。1.8T、1.8TSI都是进气涡轮增压。L有时代表自然吸气的进气方式,比如说标致5082.0L就不带任何进气增压装置。L有时也代表机械增压,比如日产玛驰1.2L就是机械增压的车型。那这3种进气方式各有什么区别呢?
涡轮增压和自然吸气
自然吸气、涡轮增压和机械增压的区别动态体验•相信对车子有所了解的车友,对自然吸气、涡轮增压、机械增压这些词汇都不会感到陌生,那么这三者到底有什么区别呢?现在我们就从三个方面来区别:驾驶感受、适用场合,以及可靠耐用性。
•自然吸气:驾驶特性多年未变,都是比较平稳性,发力性格是最可控、可预知的,开起来总体比较平顺、不突兀,就算动力较大,也是比较容易掌控的。
自然吸气自然吸气适用于任何车型,但若想要得到很高的动力,要么得做到很高转速,要么得用很大排量,这两者都是有难度(成本高)的。
维护保养有优势,因为它是发动机的基本形态,一切都是“自然”的,没有像涡轮增压机械增压那样增加额外的部件,所以理论上比后两者可靠耐用。
比较•涡轮增压:动力特性上经历了一个比较大的变革,十年前的涡轮增压是很“暴戾”的,低速时乏力,涡轮介入后动力突然涌现,后劲是强,很刺激,但不好控制(有些人就喜欢这种“癫狂”感觉);近几年的涡轮增压,特性有很大变化,大多有比较宽广、平坦的扭矩输出,感觉就是发力比以前更早,而且发力起来比较平稳和持久。
•和自然吸气相比,涡轮增压往往更有劲,但力量输出的变化、精细度不如自然吸气。
如今涡轮增压发动机可以在较小排量上获得比自然吸气明显好的动力,而且低负载时油耗很低,所以经济型车有普及涡轮增压的趋势。
•保养方面,由于比自然吸气多了额外的涡轮部件,而且内部工作压力、温度较高,喷油精度要求也高,所以理论上故障率会比自然吸气高,保养要求也高。
涡轮管结构鼓风机结构双增压发动机示意图•机械增压:动力特性与自然吸气接近,比较容易做出可控、可预知的大动力。
但用的车较少,因为结构比涡轮增压复杂,研发难度和生产成本都较高。
•机械增压能明显提升动力,但在调校、经济性方面不如涡轮增压那么有发展空间,所以只出现在一些排量有限但追求动力性的车型上。
•用什么技术方案实现性能指标那是厂商工程师的事,作为普通消费者,主要还是从驾驶体验,以及使用成本、可靠性方面去选择。
涡轮增压器的优点和缺点
涡轮增压器的优点和缺点涡轮增压器是一种常见的汽车发动机动力增压装置,它能够在引擎转速低的时候提供额外的压力,从而增加发动机的输出功率和扭矩。
下面将从涡轮增压器的优点和缺点两个方面来进行详细介绍。
优点提高动力性能涡轮增压器能够将废气再利用,为发动机提供增压,进而提高其动力性能。
不同于自然吸气发动机只能依赖机械压缩来增加气缸进气压力,涡轮增压器则可以通过废气流动控制发动机的进气流量,并将更多的空气压缩进发动机,使得气缸进气量更加充沛,从而达到提高动力性能的目的。
提高油耗表现涡轮增压器的另一个优点就是能够提高汽车的油耗表现。
因为涡轮增压器增加了发动机的输出功率,车辆的加速过程中需要的时间也就更短,从而车辆行驶到目的地的时间也更短。
这样就能够减少发动机的运转时间和燃油消耗量,从而降低了车辆的油耗表现。
适用性广泛涡轮增压器不仅适用于传统燃油车型,也可以用于混合动力车和纯电动汽车中。
在混动车型中,涡轮增压器可以帮助燃油发动机提升效率;在纯电动车型中,涡轮增压器可以利用电池储备的能量来推动涡轮转子进行压缩,从而提高电动汽车行驶里程。
缺点对引擎负载大涡轮增压器的运转需要通过废气驱动,而废气的流量受到发动机怠速转速的影响,因此当废气流量缺乏时,涡轮增压器需要通过机械方式来进行补充,这些机械部件增加了发动机对涡轮增压器的负载,从而降低了发动机的寿命。
对引擎稳定性要求高涡轮增压器将压缩空气直接送达引擎燃烧室,这会增加引擎的燃烧压力和温度,从而加剧气缸、气门和活塞的磨损。
因此,对于涡轮增压器的使用,发动机的结构和部件都需要相应的改进,来保证发动机的稳定性。
燃油消耗量可能会更高涡轮增压器在提高发动机性能的同时,增加了发动机工作的使用率,使得发动机消耗的燃油量可能会更高。
同时,涡轮增压器需要采用高品质的机油和冷却液,因此可以增加车主的使用成本。
总结尽管涡轮增压器存在着一些缺点,但是其在提高汽车性能、减少油耗、提升适用性等方面的优点,让它成为了目前最常见的汽车发动机增压装置之一。
发动机技术比较自然吸气与涡轮增压发动机的优劣
发动机技术比较自然吸气与涡轮增压发动机的优劣发动机是现代汽车的心脏,其性能直接影响着汽车的动力、燃油效率和环保性能。
自然吸气发动机(Naturally Aspirated,简称NA)和涡轮增压发动机(Turbocharged,简称TC)是目前较为主流的两种发动机技术。
本文将针对这两种发动机技术的优劣进行比较,并为读者提供相关参考。
一、自然吸气发动机自然吸气发动机是指通过活塞运动产生的机械吸气来实现进气的机构,直接将大气中的空气吸入汽缸进行燃烧。
自然吸气发动机的主要优势在于以下几个方面:1. 简单可靠:相比涡轮增压发动机,自然吸气发动机结构相对简单,减少了复杂的涡轮增压系统,提高了发动机的可靠性和维修便利性。
2. 平顺性好:自然吸气发动机在运行时没有涡轮增压系统带来的涡轮滞后和冲击,所以具有更好的平顺性和线性的输出特性,提供更加平稳的驾驶感受。
3. 发动机响应快:自然吸气发动机的吸气和排气过程相对简单,减少了涡轮增压系统的惯性,所以响应速度更快,动力输出更加迅猛。
4. 耗油相对较少:自然吸气发动机在负荷较低的工况下相对较为经济,燃油消耗相对较低。
二、涡轮增压发动机涡轮增压发动机通过涡轮增压系统将更多的空气进一步压缩进入汽缸进行燃烧,以实现提高功率输出的目标。
涡轮增压发动机相较于自然吸气发动机,具有以下几个优势:1. 更高的功率输出:涡轮增压发动机通过增压系统将更多空气送入汽缸,与相同排量的自然吸气发动机相比,具备更高的功率和扭矩输出。
2. 爬坡能力强:涡轮增压发动机在高原或者山区等海拔较高的地区,可以实现更好的动力输出,提升汽车的爬坡能力。
3. 低速扭矩充沛:涡轮增压发动机在低转速时,由于增压系统的作用可以提供更多的扭矩输出,使得发动机具有更好的起步和加速性能。
4. 发动机排放更环保:涡轮增压发动机利用增压系统提高了进气效率,使得燃烧更加充分,燃烧产生的废气排放更为干净,具有更好的环保性能。
总结自然吸气发动机与涡轮增压发动机各自具有一定的优势,在不同的场景下可以发挥不同的作用。
汽车增压系统
汽车增压系统概述及种类对于广大汽车爱好者来说,增压,无疑是最让人兴奋的。
将小排量引擎加以增压器之后,动力会有非常明显的提升。
而增压对发动机有怎样的促进作用?机械增压、涡轮增压,有什么样的异同呢?我们之前介绍过压缩比的意义,为了让发动机努力工作,必须充分压缩。
而为了充分压缩,也必须充分进气。
拿一部2.0升四缸发动机举例,曲轴每转一圈会有两个气缸进气,也就是1升。
在每分钟3000转时,就需要进气3立方米,每秒50升,相当于2.7个纯净水大桶的容积。
这仅仅是2.0发动机在3000转时的理论进气量,更大排量,更高转速下,流量会更大。
但这些气流要通过管径只有杯子口那么大的进气管道,并被一个刻薄的节气门限制,在进入气缸之前还要经过进气门一关,所以真正进入汽缸的空气,就没有那么多了。
图中布加迪威龙的8.0T发动机,在6000转时每分钟进气量高达24m3例如,一般自然吸气发动机在怠速时,节气门只是微微打开一个角度(3-5°),进气压力在0.5bar左右(为方便解释,我们使用更直观的bar作为本篇压力单位,1bar约等于1个大气压。
进气压力值为节气门与进气歧管之间位置测量),即便是急加速时,节气门开至很大位置为气缸送气,也不过0.8bar左右,平稳行驶时,进气压力又回到怠速水平,而高速区域时,进气压力会更低。
这就表示自然吸气发动机始终在低于大气压的“负压”状态下工作,没有充分的空气投入,自然不会有更好的动力产出。
所以在不改变进气情况,且保证合理工况的情况下,提高功率,一般做法就是提高压缩比,或是增大排量。
然而压缩比不能无限的提高,排量也与钱有关。
因此,一种相对简单且高效的方式——增压技术,广泛运用于发动机上。
刚才讲过,自然吸气发动机进气是不太顺畅的,那么用一个增压器,把空气“打”到汽缸里,其结果自然很让人满意。
增压对发动机的影响在进气压力升高之后,输入气缸的空气自然增加了一些,与空气混合的燃油自然也就增加了。
买车选涡轮还是自吸,听听老司机是怎么说的?
在两者的对比之下,两款不用进气工作的发动机各有所长。讲完了上面的使用率,要讲一下 后期的维修率,相对比之下,涡轮增压动力强劲带来的就是大量的动力损耗和高温工作下对 发动机零部件的磨损加剧,就维修率来说,其系统使用的寿命比自然吸气短,而且发动机工 作原理复杂,维修成本较高。
涡轮增压还是自然吸气好?与其说老百姓太闲,还不如说是消费者茶余饭后的谈资。如果你 是动力爱好者,涡轮增压肯定是不二之选。如果买车的重心更偏向省油经济、稳定平稳的车 主,那么最好的推荐就是自然吸气。
Байду номын сангаас
江苏世佳汽车有限公司
买车选择涡轮增压还是自然吸气?又是一个"世界难题"。众所周知,涡轮增压的发动机 在提速在这一方面的钻研非常牛,而且对比自然吸气来说,动力要更足一点。自然吸气 的发动机提速更加平顺,百公里油耗要低,更具有经济性。
如果要买车,同一车型的涡轮增压和自然吸气的价钱首先就不一样,这与造价成本有很 大的关系,而且听过不少车评人和老司机都推荐,买车要买涡轮增压。这话其实也没错, 买车首先动力性非常重要,而且涡轮增压的汽车在市区行走,提速快、优势也比较足。 但其实并不是所有的涡轮增压发动机都有这样的优点。具体还要看你买什么价位的汽车, 10万左右价钱,其实更加推荐自然吸气。具体的原因我们来看看。
说买车首选涡轮增压的车主,无非就几个优点:强动力、提速快、动力足。这些确实是 涡轮增压的优点,但是并不是所有品牌的发动机都能做到如此优秀。在选定涡轮增压发 动机时候,并且价位在10-20万左右的车主,不妨可以参考大众EA系列的发动机,或者日 产旗下的经典发动机同等价位的车型款式。
对于自然吸气有什么优势可以与涡轮增压相互PK一下。在同等动力下,自然吸气要比涡 轮增压更省油。同等排量下,动力损耗较少,自然吸气提速比涡轮增压更加平顺。
详解涡轮增压
自然吸气发动机从来都没有吃饱过大家都知道F1比赛是全球最高规格的赛事,目前使用的是2.4升V8自然吸气引擎。
不过其实早在1977年,雷诺车队就引入了涡轮增压引擎,F1从此出现了涡轮增压式与自然进气式发动机并存争霸的局面,后因涡轮增压马力太大,被国际汽联在1989年停用,以自然吸气引擎取代。
以上例子就是最对增压发动机最直接的理解,其作用就是增加马力。
F1的技术永远都是代表着汽车工业未来的发展方向其实增压不仅仅存在于我们的汽车发动机,在航空发动机中,增压更为重要。
因为飞机在高空飞行的时候,空气稀薄,发动机吸入的空气量不足以产生足够的功率,因此在很多古老的活塞式发动机的飞机上也会装有增压器。
航空发动机的增压器早在一战期间就应用于飞机上,当时采用的是机械式增压器,这使得当时的航空发动机能够尽可能的轻量化。
现代我们最常见的大型喷气飞机就更不用说了,增压器是必须的。
以喷气客机使用的涡轮风扇发动机为例,巨大的进口风扇里面就是压气机(相当于增压器)。
空气经过层层压缩,最终被送到燃烧室的空气压力和密度极大,从而在燃烧后爆发出巨大的能量。
或许有网友已经开始坐不住了,我们在谈汽车,你跟我提飞机干嘛?其实这两者是很相似的。
飞机需要增压是因为吃不饱,汽车发动机需要增压同样是因为吃不饱。
我们知道汽车发动机需要将空气吸到气缸里面,压缩后燃烧,但问题是发动机真能吸满一气缸的新鲜空气吗?事实上是不可能的。
首先是空气滤清器的阻力。
发动机的空气滤清器就好比我们戴上一个口罩,呼吸的时候自然难受了不少,吸入的空气自然也没有那么多了。
此外就是油门。
所谓的油门就是横在进气管的一块板,这块板被称为“节气门”板张开的角度越大,允许通过的空气就越多。
不过由于这块“板”本身就占据了进气管的一定面积,因此即使开度再大也有不少损失。
所有这些因素加起来导致发动机能够吸入空气的实际比例只有气缸实际容量的7-8成,也就是说自然吸气发动机一直都没有吃饱。
汽油机对油门的控制是通过“节气门”控制进入发动机的空气量,从而控制发动机功率输出的。
15_自然吸气与涡轮增压汽油机气道CFD分析_长安陈小东
陈小东
发动机的气道性能直接影响发动机的燃烧状况,决定着发动机的性能和排放水平。汽油 机气道在进气过程中形成的缸内滚流可极大促进燃料和空气的混合, 加快火焰的传播燃烧速 度,改善发动机的性能。因此通过试验和 CFD 技术优化进气道和燃烧室结构以产生较强的 滚流,已经成为当前有效组织四气门汽油机燃烧过程的关键技术之一。为了获得一个理想的 进气道,需要在滚流强度与进气阻力之间进行折中处理。本文首先对一款自然吸气发动机的 气道进行了 CFD 分析,模拟值和试验值吻合很好。然后对在此气道基础上修改为涡轮增压 发动机的气道进行了 CFD 预测分析,并用 AVL 的气道评价方法对气道进行了性能评价。 气道评价方法通常是对汽油机气道在稳态状况下的流量系数和滚流比进行评价, 保持进气道进出口在定压差情况下, 通过调节气门升程后得到每个状态下的流量系数和滚流 比,然后计算得到平均流量系数和平均滚流比。稳流试验在发动机研究中一直发挥着重要作 用,是目前设计和改进进气道的一个简单实用的方法。研究表明凡在稳流试验装置上获得较 好性能的气道,其也能使发动机获得较好的性能。
5 结论
对气道进行 CFD 分析是目前气道开发的一种高效方法,在有 CAD 数据的情况下可以 快速对气道的流通性能和缸内的滚流进行预测,应用 CFD 技术来进行气道的概念设计和方 案比较则会节约大量时间和资金。CFD 计算可以得到精度很高的流量系数,但 CFD 对于滚 流比预测的准确度还需要进一步提高,随着硬件水平的不断发展,应用 DNS 或 LES 方法是 可以得到精度较高的滚流比。
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图 2 NA 发动机气道网格
图 3 TC 发动机气道网格
2008 AVL 先进模拟技术中国用户大会论文
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3.2 数学模型
气体可压缩,采用 k − zeta − f 湍流模型和 Hybrid Wall Treatment 壁面函数,进出口 都为压力边界条件,动量方程的差分格式为 MINMOD Relaxed,混合因子为 0.5。
涡轮增压工作原理
涡轮增压工作原理涡轮增压是一种通过利用废气动力来增加内燃机进气压力的技术。
它可以提高发动机的功率和扭矩输出,同时减少燃料消耗和排放。
涡轮增压技术已经被广泛应用于汽车、卡车、船舶和飞机等内燃机动力系统中。
本文将深入探讨涡轮增压的工作原理,以及它是如何提高内燃机性能的。
涡轮增压系统通常由涡轮增压器、废气涡轮和中间冷却器组成。
涡轮增压器由涡轮和压气机组成,涡轮由废气驱动,压气机则将空气压缩并送入发动机。
废气涡轮则利用发动机排出的废气来驱动涡轮增压器,形成一个封闭的循环系统。
中间冷却器则用于降低进气温度,提高进气密度,从而进一步增加发动机的效率和性能。
涡轮增压的工作原理可以简单地描述为,当发动机运转时,排气门打开,废气通过排气管道进入废气涡轮,并驱动涡轮旋转。
涡轮与压气机相连,因此涡轮的旋转也会带动压气机旋转。
压气机会将空气压缩,然后通过进气管道送入发动机。
由于空气被压缩,进气温度会升高,但进气密度也会增加,从而提高了燃烧效率。
这样,发动机就能够在相同的燃料量下产生更多的动力。
涡轮增压技术的优势在于能够在不增加发动机排量的情况下提高发动机的功率和扭矩输出。
传统的自然吸气发动机需要增加排量或转速来提高动力输出,这会导致燃料消耗的增加和排放的增加。
而涡轮增压技术则通过提高进气密度来增加燃烧效率,从而实现了在不增加排量的情况下提高动力输出。
这不仅能够减少燃料消耗和排放,还能够提高发动机的响应性和加速性能。
另外,涡轮增压技术还能够提高发动机在高海拔地区和高温环境下的性能。
由于空气稀薄和进气温度高,自然吸气发动机在高海拔地区和高温环境下往往性能下降明显。
而涡轮增压技术可以通过增加进气密度来弥补这些缺陷,从而保持发动机在各种环境条件下的稳定性能。
涡轮增压技术的发展也在不断推动内燃机的进步。
随着涡轮增压技术的不断成熟和改进,越来越多的发动机都开始采用涡轮增压技术。
例如,现代的汽车发动机大多配备了涡轮增压器,以提高动力输出和燃烧效率。
自吸发动机和涡轮增压发动机工作曲线
自吸发动机和涡轮增压发动机工作曲线
自吸发动机和涡轮增压发动机的工作曲线是指发动机输出功率与转速的关系曲线。
两种类型的发动机工作曲线有以下特点:
1. 自吸发动机工作曲线:自吸发动机是指通过气缸内的活塞下行吸气来将空气压缩进入气缸,完成燃烧作业。
自吸发动机在低转速时输出功率较低,但随着转速的增加,输出功率逐渐增加,直到达到最大功率点。
在最大功率点后,输出功率开始下降,直至转速达到最大值或发动机最大转矩点。
2. 涡轮增压发动机工作曲线:涡轮增压发动机通过使用涡轮增压器来将进气压力增加,从而提高进气量和发动机输出功率。
涡轮增压发动机在低转速时,增压器的效率较低,输出功率较低。
但随着转速的增加,增压器的效率提高,进气压力增加,输出功率也随之增加。
直到达到最大功率点后,输出功率开始下降。
总体上,涡轮增压发动机相对于自吸发动机具有更广阔的工作曲线范围和更高的功率输出。
涡轮增压发动机能够在较低转速下提供高功率输出,适用于车辆需要大量动力的情况。
而自吸发动机在低转速下输出功率较低,但具有较好的燃油经济性,适用于对燃油经济性要求较高的情况。
发动机的涡轮增压与燃油经济性
发动机的涡轮增压与燃油经济性发动机是汽车的核心部件之一,对于汽车的性能和燃油经济性有着重要的影响。
涡轮增压技术作为一种提高发动机动力性能和燃油经济性的关键技术,成为汽车行业的研究热点。
本文将探讨涡轮增压技术对于发动机燃油经济性的影响。
一、涡轮增压技术的基本原理涡轮增压技术是一种通过提高发动机进气压力来增加燃烧室充气效果的技术。
它的基本原理是利用发动机排气流量的动能,通过排气轮叶片驱动进气轮叶片旋转,使进气压力增加,从而提高发动机的进气效果和输出功率。
二、涡轮增压技术对燃油经济性的影响1. 提高发动机动力性能涡轮增压技术能够提高发动机的进气效果,增加燃烧室充气量,从而提高发动机的动力性能。
相同功率下,涡轮增压引擎比自然吸气发动机更加强劲,能够提供更大的扭矩和加速性能。
通过提高发动机的动力性能,驾驶者可以选择更低的档位来行驶,降低发动机负荷,进而达到节省燃油的目的。
2. 提高燃烧效率涡轮增压技术能够在相同的排量下提高发动机的功率输出,进而提高燃烧效率。
在涡轮增压引擎中,通过改变进气压力和进气量,使燃烧室充气更加充分,燃油燃烧更加完全。
因此,涡轮增压技术能够提高发动机的热效率,减少燃油的浪费。
3. 降低排放涡轮增压技术可以提高发动机的燃烧效率,减少燃油的浪费,从而降低尾气排放。
由于燃烧更加充分,燃烧产生的有害物质减少,使得涡轮增压引擎满足更加严格的排放标准。
此外,涡轮增压技术还有助于减少发动机的氮氧化物和颗粒物排放,对环境的保护具有积极的意义。
三、涡轮增压技术的应用与发展涡轮增压技术由于其显著的优点,在汽车行业得到广泛的应用。
目前,绝大多数柴油发动机和一部分汽油发动机都采用了涡轮增压技术。
随着汽车工业的不断发展,涡轮增压技术也在不断进化和改进。
例如,双涡轮增压和可变涡轮增压技术的出现,更进一步提高了发动机的动力性能和燃油经济性。
四、涡轮增压技术面临的挑战与前景涡轮增压技术虽然在提高发动机燃油经济性方面具有重要作用,但在实际应用中仍然存在一些挑战。
柴油机呼吸器种类及工作原理
柴油机呼吸器种类及工作原理柴油机呼吸器是柴油机的重要组成部分,它能够调节柴油机的进气和排气,确保柴油机正常工作。
本文将从种类和工作原理两个方面进行阐述。
一、柴油机呼吸器的种类1. 自然吸气器自然吸气器是柴油机最简单的呼吸器,它通过进气道将空气引入柴油机内部,再将废气排出。
自然吸气器不需要任何辅助设备,只需要适当的设计,使进气阻力最小化即可。
但是,自然吸气器的进气效率不高,限制了柴油机的输出功率。
2. 涡轮增压器涡轮增压器是一种利用废气驱动涡轮的呼吸器,能够提高柴油机的进气压力和进气量,从而提高柴油机的输出功率。
涡轮增压器适用于高功率柴油机,如大型货车和工程机械。
3. 涡轮增压+中冷器涡轮增压+中冷器是一种结合了涡轮增压器和中冷器的呼吸器,能够进一步提高柴油机的进气压力和进气量,从而提高柴油机的输出功率。
中冷器能够冷却阻挡汽缸之前的热空气,从而提高氧气密度,使得进入汽缸的空气更加充足。
二、柴油机呼吸器的工作原理柴油机呼吸器的工作原理是将空气引入汽缸,与柴油混合后进行燃烧,从而产生动力。
具体分为以下几个步骤:1. 空气进入柴油机呼吸器的第一步是将空气引入柴油机内部。
柴油机呼吸器通过进气道将空气吸入,然后通过吸气阀门进入汽缸。
2. 空气压缩柴油机呼吸器的第二步是将空气压缩。
在吸气阀门关闭后,活塞向上运动,压缩空气并提高温度。
3. 燃烧柴油机呼吸器的第三步是将柴油和空气混合并点燃。
在活塞达到顶部时,喷油器向气缸内喷入柴油,与压缩的空气混合后点燃,产生爆炸。
4. 排气柴油机呼吸器的最后一步是将废气排出。
在引爆之后,活塞向下运动,将废气排出汽缸,并将柴油机呼吸器循环再次开始。
综上,柴油机呼吸器是柴油机的重要组成部分,它能够调节柴油机的进气和排气,确保柴油机正常工作。
常见的柴油机呼吸器有自然吸气器、涡轮增压器和涡轮增压+中冷器等。
在使用柴油机时,必须掌握呼吸器的种类和工作原理,才能更好地维护和保养柴油机。
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自然吸气和涡轮增压的区别与作用
涡轮增压近年来是一个热门话题,早些年主要是大众汽车推出了一些涡轮增压车型,比如宝来,比如帕萨特车型就都是涡轮增压的典型代表。
最近两年,涡轮增压有方兴未艾之势,不仅大众以及通用品牌推出了小排量的1.4TSI涡轮增压和1.6T涡轮增压动力,就连一些自主品牌也纷纷大打涡轮增压的好牌。
比如荣威(微博)1.8T,中华1.8T,甚至于奇瑞G5也推出2.0T涡轮增压。
在涡轮增压的大趋势下,不少初次购买汽车的消费者开始有些迷惑了。
似乎没有涡轮增压,就缺乏了高技术,也缺乏了选车的眼光,更和经济油耗远离。
到底事实是否如此,自然吸气动力真的没有希望吗?我们希望通过实际用车以及一些对于技术方面的理解来回答某些消费者的购车疑问。
一、涡轮增压的原理以及利弊
我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了我们如果平常留心一下汽车尾气的话,会发现尾气从消声器排出带有动力,如果利用好这种废气能力就可以冲击涡轮叶片从而在进气时压缩更多的空气进入汽缸。
其实我们还只是察觉到尾气的已经从消声器中排出的能量,在消声器之前,这种废气带来的能量是相当大的。
假如给我们一台平常的自然吸气发动机加上了涡轮增压部件,那就成了涡轮增压发动机了,有时候道理就这么简单。
就好比以前的手动步枪,打一枪需要手动退子弹壳,然后再上膛,这样就很麻烦了。
后来聪明的武器发明家悟出了一个心得,何不利用发射子弹的后坐力完成退子弹壳以及上膛功能,因此手动步枪也逐步演化出半自动步枪和全自动枪械。
涡轮增压发动机也一样,利用了发动机排气能量增加进气压力。
当然涡轮增压不仅仅是废气一种形式,还有机械式增压以及废气/机械式复合增压形式。
不管是什么涡轮增压形式,增加进气压力的原理是一样的。
涡轮增压最早是用在上个世纪20年代,主要给老式的活塞式飞机发动机提供高空飞行时更多进气量。
现在移植到了汽车上,其技术结构经受了近百年考验,算得上比较成熟的技术,也是欧洲机械工业和汽车制造偏爱的发动机类型。
所以提起涡轮增压,也不是那么神秘,随便街上了解一下,很多汽柴油货车/客车都采用了涡轮增压结构。
即便是购买了普通自然吸气车型,我们也可以根据自己车辆的具体性能和结构采取后期增添涡轮增压部件的改车举措
大众2.0l自然吸气发动机
涡轮增压发动机相比普通自然吸气发动机的优势主要是以下两点:首先是涡轮增压可以在排量较
小的情况下提供更大的功率和扭矩。
其次是涡轮增压也在理论层面上提供更好的油耗表现。
为何
说理论上,下面我们会有一个具体分析。
有利也有弊,涡轮增压发动机的主要两个不足也比较突出。
首先是保养费用较高,相比普通自然
吸气车型,涡轮增压车辆的保养费用一般都要更高一些。
其次是那么涡轮轮增压部件有使用寿命
周期,比如早期的帕萨特和宝来就是6万公里必须更换。
这在随车说明书上都有特意标注的(老
宝来或帕萨特车主可以回忆一下)。
需要更换涡轮增压部件这一个流程,不仅在工序上比较繁琐,
而且也会给车主增加不小的后期养车经济负担。
由于涡轮增压方式会给发动机带来更高的燃烧温度,所以在理论上,涡轮增压发动机不如自然吸气发动机寿命更长久。
当然这也不是绝对的。
只是相对而言,涡轮增压使用寿命不及自然吸气发动机。
二、涡轮增压能否真正省油?
从我们使用经验以及针对涡轮增压车主的了解来说,一般1.8T涡轮增压动力油耗相当于普通自然吸气2.0-2.4升车型油耗。
这也很正常,本来涡轮增压只是在相同的汽缸体积增加更多压力,从而获得更好的功率和扭矩表现。
空气压力加大,汽油消耗也不会太低。
所以依靠涡轮增压省油不是太现实的。
不过如果是市内行驶的话,在堵车严重或者红绿灯比较多的情形下,涡轮增压车型还是能够依靠较小的排量实现节油目的。
这个道理很简单,比如1.8T涡轮增压如果技术指标同等与于2.3升自然吸气动力单元。
同样怠速或慢速情况下,涡轮增压其实也没有启动,只是等于一台普通的1.8升自然吸气发动机,自然要比2.3升发动机节油了。
涡轮增压启动有一个发动机转速限制,比如现在热门的高尔夫6和速腾1.4TSI都是1.3吨左右的胖家伙。
它们的1.4T涡轮增压介于是在1750rpm时候实现,如果你的油门不够深,或者他们的DSG变速箱调教偏向经济性的话。
那么在一般道路上行驶,驾驭这种涡轮增压车型只要换挡以及行驶转速达不到1750rpm时,更多的时候,我们其实是开着一台1.4升自然吸气车型在前进。
这样是可以节约油耗的,不过动力性能也不是特别充沛了。
毕竟涡轮增压叶片多少对进气会有些影响。
这就相当于一台自然吸气发动机,现在因为涡轮增压达不到启动转速,但涡轮叶片还是在尾气能量冲击下转动,那么可想而知此时进气表现甚至还不如同排量自然吸气发动机了。
从大多数使用者的反映来看,涡轮增压谈不上特别费油,但也谈不上特别节油,一般会比同排量自然吸气发动机油耗高出一些,但比性能指标上对应的更大排量自然吸气发动机油耗还是让人放心多了。
三、涡轮增压能否全面压倒V6机头?
以小博大是人类比较偏好的心理。
就好比小个对战大个头一样,尽管小个子也许年纪更大,吃得饭也不比大个少,但只要能够战胜大个,或者同台竞技,人们往往会押宝在小个头身上。
这是一种人类共有的心态,说不清道不明的。
就和赌博一样,从来都是以小博大,没有几个傻乎乎的会以大博小。
新皇冠
要说涡轮增压能够全面压倒自然吸气V6机头。
我们从纸面上理解是可以的,比如新君威的2.0T发动机,最大功率可以达到162千瓦,最大扭矩350牛米,这个数值不能简单说惊讶,简直就是恐怖。
锐志或皇冠3.0L的V6车型也才170千瓦最大功率,扭矩更只有300牛米。
雅阁3.5排量V6机头也才339牛米扭矩,要说涡轮增压恐怖,新君威就是一个很好的例子。
即便是大众的2.0TSI车型迈腾,也不是一个省油的灯,最大功率147千瓦,最大扭矩280牛米的表现,也让许多2.5L级别的V6车型为之震撼。
那我们就非涡轮增压车型不选了?V6机头就真的很了鸡肋吗?答案当然是否定的。
涡轮增压首先工作噪音就比V6机头大,而且发动机怠速抖动也大于V6车型。
对于一些商务车型,我们选择V6发动机会比涡轮增压动力更适合一些,因为更安
静更舒适,加速噪音也小。
而且V6发动机加速或发力很持续,不会有涡轮增压介入时的延迟和停顿感受。
大部分V6发动机实际油耗和一些涡轮增压车型基本持平,并且起步和低速表现也会更好一些。
总而言之,涡轮增压和V6机头各有各的优势。
如果说谁全面压倒谁,恐怕目前来说还难分高下。
四、如何选择涡轮增压与自然吸气
对于那些年轻人而言,涡轮增压车型可能更满足他们一些,毕竟动力更充沛,而且购买价格可以做到现对较低。
比如普通的2.4L自然吸气或者2.5L V6车型,价格需要20多万了。
现在我们购买一台1.8T涡轮增压车型也许只有十几万,但性能上绝不会比自然吸气车型低,所以年轻消费群体对于涡轮增压更青睐更敢于接受一些也是可以理解的。
像高尔夫6或速腾1.4TSI发动机是最受欢迎的小排量涡轮增压。
对于那些代步人群或普通家庭消费者以及中年用户,我们选择自然吸气似乎更实惠一些。
保养费用更低一些不说,而且无须担心涡轮增压部件寿命到期后的一大笔开销。
从平实用车角度而言,自然吸气发动机好保养好维护,这倒是涡轮增压所比拟不了的。
涡轮增压和自然吸气发动机的对抗,也不是个新话题了,目前来看,双方各擅胜场,谁也没有最终能够压倒谁,对于我们这些消费者而言,如何选择,应该从自身需要出发,不要盲目跟风,只有真正适合自己的才是最好的。
这也是我们这篇文章抛砖引玉的最终目的
简单地说涡轮增压就相当于一个空气压缩机,提高发动机进气的压强,也就是提高了发动机的进气量,这样能使燃料更加充分的燃烧。
自然吸气就是发动机的进气没有外部设备的辅助,通过发动机本身自己吸入空气。
不知道你这个机子是汽车还是大功率柴油机,不过问题不大,自然吸气与涡轮增压最直观的区别就在于输出的功率大小不一样,涡轮增压属于强制送气,提高发动机的进气量,再通过提高喷油量,同样缸径的发动机,能提供更大的功率和扭矩,但是性对的噪音会大一点。