涡轮增压发动机的增压器使用寿命是否很短?本篇给你一个标准答案

#老司机聊汽车知识#
燃油动力汽车有两大类选项 , 加上使用内燃机的混合动力汽车共有三类 。
分别为:
自然吸气涡轮增压涡轮增压+电驱的插电混动对于普通汽车用户而言已然不再关注“增压器使用寿命长短”的问题 , 因为这完全不是个需要担心的问题;这样的评价也许很难令人接受 , 但再细致一些的描述其实只有日系汽车主流品牌的用户才会质疑增压技术 。
原因有两点 , 首先是中系、德系、美系、法系、韩系这个车系 , 其主力车型基本都用增压机 , 只有日系品牌中的两田一产、三菱与马自达等品牌坚持使用自然吸气发动机 , 以五比一显然是日系汽车比较奇怪;其次则是商用车型中的客车(涵盖公路客车和公交车)以及载货汽车均以柴油涡轮增压发动机为主 , 这点是连日系汽车也不例外的 , 还用质疑增压器的使用寿命吗?
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涡轮增压是一种“压缩空气”的技术 , 是区别于自然吸气的概念 , 但两种发动机的基础结构是完全相同的 。
燃油汽车均使用活塞往复循环式的内燃式热机 , 活塞在气缸内上下往复运转并带动曲轴转动 , 曲轴是“动力输出轴”;推动活塞运转的基础是“热能” , 热能来自燃油的氧化还原反应——也就是燃烧 。
燃油燃烧的基础是氧气 , 常压标准下的空气含有20.94%的氧气 , 主要部分是氮气;那么想要让内燃机正常运行就要吸入空气 , 进气的动力来自活塞在气缸内下行产生的负压吸力 , 以及排气时“进排气门同时打开”产生的负压力 。 这个“吸气力”是转速升高则同步升高 , 但是转速高也等于更高的耗油量;这就会造成自然吸气发动机中低转速的进气量达不到标准排量的容积 , 喷油量按照实际进气量来计算 , 喷油量也达不到标准 。 结果则是燃烧产生的热能会比较低 , 低转速的扭矩很弱则动力很差 。
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这是标准的自然吸气发动机的动力曲线 , 扭矩曲线可以注意观察一下;那么想要在不提升排量(升高油耗)的基础上实现动力的增长 , 方式就只有两种了 。
实现中低转速标准进气提高进气的氧浓度自然吸气发动机普遍只能在4000转某相近的某一个转速节点达到标准进气量 , 假设排量是2.5L则是4000rpm=2.5L , ≤3999rpm&≥4001rpm的进气量都要低于“2.5L÷气缸数”;但是涡轮增压技术能够实现在平均1500-4000rpm区间内都等于“2.5L÷气缸数”的标准 , 喷油量在主要代步驾驶的转速区间都能达到标准值(超过自然吸气) , 动力自然就会更强了 。
而能够实现这种状态的基础就是用「涡轮增压器」——是在自然吸气发动机的基础之上增配增压器 。 也就是说TURBO只是一种应用于自然吸气发动机的技术 , 没有改变发动机的本质 , 那么增压器的使用寿命高不高呢?
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公路客车、公交车和轻中重型卡车都用柴油增压机 , 这些车一年的行驶里程超过10万公里跟玩似的 , 公交车少一些、重卡达到15万公里也不算夸张;这就足以说明增压器的使用寿命是高还是低了 , 如果耐用性差的话 , 这些营运车型是用不了的 。
至于出租车会选择自然吸气发动机的汽油动力车型 , 原因是这些轻盈的小车不需要充沛的动力 , 反正也不追求什么驾驶品质;其次则是自然吸气发动机的制造成本低得多 , 车辆的价格自然也会比较低 , 出租车基本都是些入门级车 , 所以不具备技术分析的参考价值 。
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涡轮增压器的本质是「空气压缩机」 , 唯一影响其使用寿命的是“温度” 。
自然吸气发动机在运行中会产生大量的尾气 , 在狭小的排气歧管里会形成非常强的气流;但是自然吸气机型浪费了这个压力 , 如果善加利用则能创造很大价值 , 比如加上一条管路引出高压气流 , 用于驱动空气压缩机的涡轮转动 。 涡轮在气流的作用下可以达到分钟超过十万转 , 超高的转速带动压气机部分的涡轮同速转动 , 这就等于在进气系统中加入一道超高压力的“吸力” , 所以中低转速区间就能够吸入与排量标准相同的空气——高转速区间同样超过自然吸气发动机 , 出现扭矩下降只是因为做功时间过短而减少了进气量罢了 。
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