用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

#老司机聊汽车知识#

内容概述：

涡轮增压相比自然吸气的优势

柴油发动机省油的方式与优缺点详解

选择硬派SUV、越野车或皮卡，会纠结的问题一定是选汽油版本好还是柴油动力强，以及选择自然吸气省心还是涡轮增压去感受高性能。

其实对这两个问题存在不解的消费者，往往都是对汽车基础知识掌握非常有限的汽车爱好者，但是可能会有某车很长时间的用车经历，所以总会以狭隘的经验来下结论。咱们不讨论具体某款车的水平，就从上述两点来全面进行分析。

01涡轮增压技术带来了哪些变化？

分析基础：是否认为热车时燃烧充分，冷启动的热车阶段燃烧不充分？

相信绝大多数汽车用户都有这种观点，理论上这种描述是错误的，至少是描述不够全面的；因为热车状态下的内燃机（不论汽油机还是柴油机）都不能充分燃烧，原因是做功冲程的时间非常短，高转速期间不过只有几十毫秒的时间而已。气缸内部的混合油气在短暂的时间内“烧不尽”，也就是不能充分进行化学反应。

「燃烧」的本质是氧化反应，燃油进行反应当然需要时间，想要充分反应并转化出充足的热能则需要充足的时间；反之没有充足的时间就不能充分反应（燃烧），所以在热车状态中也不能充分燃烧，只是比冷车时的程度理想一些罢了。

汽车尾气中有一种物质叫做“碳氢化合物·HC”，这就是汽油的主要成分；这也是印证热车瑞纳少不充分的证据，那么如何才能提升发动机的燃烧速度，以减少浪费额燃油并提升车辆的动力呢？办法很简单，那就是提升燃油反应的速度。

「富氧燃烧」是提高燃油反应速度的基础，同样是2.0L（升）排量的发动机——排量指所有气缸进气或排气流体体积的总和，说白了就是容积的总和。单缸做功时每个气缸的标准进气为0.5L，喷油量按照14.7:1的空气燃料比计算；2.0T指排量同样为2.0L的发动机，只是增加了涡轮增压器，做功标准进气量是相同的。

然而2.0L的最大扭矩不过是200N·m左右，排量即使提升到3.5-4.0L，最大扭矩也不过在350-400N·m之间；但是2.0T的优秀汽油动力增压机就能有400N·m的最大扭矩，这就是富氧燃烧的结果。

所谓“富氧”指的是进入气缸内部，与燃油进行反应的空气的氧浓度很高，至少是高于标准大气压的空气氧浓度（呼吸空气的氧浓度）。氧气是燃油反应的“催化剂”，固定量的燃油与低氧浓度空气反应的燃烧速度会比较慢，反之与高氧浓度反应的燃烧速度就会加快；这是个很有意思的现象，不过只需要了解有这个特征就好，原理不需要深究。

那么假设是2.0L2.0T对比，自然吸气发动机吸入的是与呼吸吸入的空气相同的氧浓度标准，在0m海拔时为20.94%的氧气占比，海拔越高氧浓度越低。而2.0T通过涡轮增压器将进入发动机内部的空气进行了压缩，氧浓度可能会提升几个百分点，燃烧速度是不是会加快了呢？参考下图，不同氧浓度的燃烧火焰温度差距很大。

燃烧会产生高温，可以理解为燃烧过程中分子剧烈碰撞摩擦的结果；氧浓度的提升加强了分子的“运动活性”（强度），产生的温度自然会更高。同时运动强度的提升也等于增加对活塞的“推力”，活塞再通过连杆推动曲轴运转输出的扭矩也就会更大了。

这就是涡轮增压技术为什么能让中小排量发动机的扭矩，比中大排量发动机还要大的核心因素；说白了不是改变了燃油的性质，而是提高了燃烧反应的效率（速度）。或者理解为自然吸气发动机实际浪费了很多燃油，涡轮增压技术通过“减少浪费”、提高“燃油利用率”以提升性能。至此可以得出这样的结论——自然吸气技术很落后，涡轮增压技术更先进。

02T技术·汽柴油机油什么区别？

同样使用涡轮增压技术的发动机可以分为汽油机和柴油机，这两种机器有什么区别呢？

点火做功方式的区别无需赘述，这并不是影响动力差异的核心；众所周知柴油机更省油，但省油的方式可能是很多人不了解的。省油的基础首先是柴油自身的优势，柴油燃烧的火焰温度可以达到1800℃，高于汽油600℃；这就足以说明等量的柴油反应过程中，会产生更强的“活塞推动力”，扭矩自然会更有优势。

汽油机在排量相同的前提下想要与柴油机的最大扭矩持平，方式则是进一步提升“进气氧浓度”；以进一步提升燃烧速度（充分性）为基础，补偿汽油本身的不足。事实上也是可以实现的，只是前提必然会是低扭矩的柴油机技术落后而汽油机技术先进。

方式二：限制柴油机的最高转速。

柴油机≤4000rpm

汽油机≤6500rpm

这是量产代步与载货汽车发动机的平均极限转速，柴油机的极限显然要低得多；而且是每个前进挡都只能拉升到这个极限，这点是需要了解的。汽车装备的四冲程发动机曲轴转两圈做功一次，转速4000rpm则每分钟耗油做功2000次，汽油机转速6500rpm则为每分钟做功3250次。

在重载牵引或急加速时会以低速挡高转速的状态运行，柴油机充其量是2000次的标准，但是汽油机大油门汽油就能拉升到3500次；相同排量的柴油机每分钟少做功1500次，油耗是不是会低很多呢？这还只是对比涡轮增压机的差距，如果对比自然吸气发动机则差距更大。

参考三台发动机的数据：

汽油2.0T-200kw/400N·m（1500~4000rpm）

柴油2.0T-120kw/400N·m（1500~2500rpm）

汽油3.5L-200kw/350N·m

涡轮增压机的最大扭矩（N·m）之后总会标注一个转速区间，其概念指在1500-4000rpm的转速范围内，发动机输出的扭矩都会是最大的400N·m；因为在这个范围内都会按照与排量相同的标准吸入空气，也就是单组气缸做功时吸入0.5L。喷油量按照始终不变则动力必然会维持在最理想的范围内，这是涡轮增压机的特点。

而3.5L-V6自然吸气发动机的最大扭矩不需要标准，因为这种机型只能在某一个转速节点实现最大扭矩；最常见标准是4000rpm，这是3999rpm和4001rpm的转速都会不足350N·m的概念，距离4000rpm的转速差距越大则扭矩越小，2000转时也许只有两百多牛米而已。

而（扭矩×转速÷9549＝功率），相同转速的扭矩小则功率低，功率×1.36＝马力，功率低则马力小动力差。

那么在汽油2.0T·2000rpm即可达到400N·m，而3.5L-V6才两百多的前提下，相同转速的动力差距是不是就会很大了？答案是肯定的，但为什么两台机器的功率又能相当呢？因为3.5L-V6还能够以拉升转速的方式实现高功率，2.0T的高转速区间扭矩也会下降；但日常代步驾驶和越野驾驶都不需要高转速拉升高功率，那么能以低转速实现高性能的2.0T，以不需要频繁拉升转速的方式代步驾驶，在加上2.0－3.5＝﹣1.5L的排量差值，油耗当然会低太多。

综上所述，涡轮增压机能够以小排量实现大排量发动机的功率和扭矩，又能在代步转速区间维持峰值扭矩，所以既能实现理想的动力体验又能达到节油的目的。这就是几乎所有中大排量自然吸气汽油动力越野车与皮卡都被停产，这些外国品牌的落后车型只能面向非洲、中东、澳洲是、南美等汽油工业水平很低的车市的原因。

剩下的优秀越野车和皮卡哪台不是涡轮增压机，比如2.0T牧马人、4.0T·G500、2.0T·坦克300、3.5T-F150猛禽等等；至于柴油动力汽车全数使用涡轮增压技术，包括知名度很高的越野车和越野房车品牌都不例外。由此可见涡轮增压技术早就是主流，涡轮增压器的使用寿命也非常理想，每年行驶十几万公里的客货车的增压器仍旧很耐用，自然吸气发动机只是低成本的产物，仍有些车企鼓吹这种机型——看一看这些品牌还有没有像样的吧。

最后再说明一点：想要具备越野能力且省油的越野车型，柴油动力是理想的选项；反之既想要理想的越野能力，又能在铺装路面具备理想加速能力的话，汽油增压机才是最佳选项。

因为柴油机限制了转速，低转速的扭矩虽然能与同排量汽油机一样或更大，但与低转速相乘也“乘不出”高功率大马力；而且每个前进挡都被限制了转速，所以只有低转速时的爆发力强，转速稍高时就不如汽油机了——大扭矩能实现起步加速的“初段”的良好加速感，高功率则是强力爆发力的“持续性输出”的概念；转速是决定是否能持续爆发的基础，所以即使有480N·m的2.0T柴油机，装备在硬派SUV上的破百成绩也是10秒开外；但400N·m·2.0T的汽油机就能让相同的车实现8-9秒的破百成绩，这就是转速的价值。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。