
关于涡轮增压发动机和自然吸气发动机的优劣之争,似乎从未平息。在这场激烈的竞争中,技术进步不断产生。在过去的世纪里,以本田VTEC和宝马VANOS为代表的自然吸气发动机阵营与大众和SAAB主导的涡轮增压发动机势力在竞争中互相提高着各自的发动机技术研发水平。接下来我们来深入了解两种发动机的技术特性及其优缺点。
一、了解涡轮增压之前,让我们先认识一下发动机增压的四种类型及其优缺点。
首先是机械增压系统(Supercharger),它通过与发动机曲轴相连,利用发动机的动力驱动增压器转子旋转,将空气增压后送入进气歧管。优点是动力输出流畅,与发动机转速相匹配,无滞后或超前;缺点则是会消耗部分引擎动力,可能导致增压效率不高。另外一种是复合增压系统,结合了废气涡轮增压和机械增压,在大功率柴油机上应用较多。它的优点是发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,但结构相对复杂。此外还有气波增压系统,利用高压废气的脉冲气波压缩空气,低速增压性能好、加速性好,但尺寸较大、较重且噪声较大。
二、那么什么是涡轮增压呢?涡轮增压器实际上就是空气压缩机。它利用发动机的废气推动涡轮室内的涡动,涡轮带动同轴的叶轮压缩新鲜空气并送入气缸。涡轮增压的主要作用是增加发动机的进气量,从而提高功率和扭矩。优点是一台发动机装上涡轮增压器后,功率可以增加40%甚至更高。这使得1.8T涡轮增压发动机的动力可以达到2.4L发动机的水平,同时燃油经济性提高,尾放降低。缺点在于发动机工作时的压力和温度大大升高,可能影响发动机寿命和机械性能、润滑性能。动力输出反应可能滞后,平顺性有待提高,后期保养维护费用也不低。
三、自然吸气发动机则是没有涡轮增压或机械增压的普通发动机。它依靠汽缸压力将空气吸入汽缸,不采用强制进气装置。优点在于油温水温可以控制在适合引擎工作的范围内,进气温度稳定。对于家用车来说,自然吸气发动机的动力输出平顺,不会因转速变化而出现骤然的猛加速。它的寿命更长,维修更简便。缺点是在动力方面相比涡轮增压可能会稍逊一筹。
