都说涡轮增压柴油直喷发动机动力大、油耗低,排放也低,为什么会这样呢?

作者&投稿:骑惠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
柴油发动机也有增压和自然吸气的吗~

有的
在发动机低转速工况时,涡轮增压往往处于未启动的状态,所以此时涡轮增压发动机的动力输出跟小排量自然吸气发动机并无区别。而这时最大功率相同的自然吸气发动机,由于排量更大,输出线性,无疑在低转速工况下拥有更良好的动力体现。在高转速下,涡轮增压开启后,动力输出可以与排量更大自然吸气发动机达到同一水准。但是在涡轮启动时会有 1~2 秒的“涡轮迟滞”,而其很多车型都会有明显的突兀感,动力突然一下就出来了。而自然吸气发动机则是非常线性的动力输出,从头到尾都会比较平顺。
在城市拥堵的交通状况下,发动机经常处于低转速,这时最大功率相同的发动机对比起来,排量更小的涡轮增压发动机更为省油。因为在大多数拥堵情况下,涡轮增压并未启动,这是仅相当于一台小排量的自然吸气发动机在工作,油耗自然降下来了。这也就是为何各大车厂都相继推出了小排量涡轮增压发动机。简单来讲,涡轮增压发动机相当于一个排量可变的自然吸气发动机。
自然吸气虽然动力输出比较线性,但是整体发力点较晚,往往最大扭矩要在 4000转左右才能实现;涡轮增压车型扭矩爆发较早,1500~2000转爆发。日常代步,2000转换挡,增压车型确实有着无可比拟的优势,以相当于自身实际排量的自然吸气车型1.1倍的油耗换取1.5倍的动力,还处在经济转速区间,双重省油。但是在动力输出的平顺性和耐久性以及保养费用上,自然吸气又有着先天的优势。有句欧洲顶级设计师的话可以为他们的争端做一个总结吧,大意是:涡轮增压是一种不完美的,妥协的选择!

大卡车的 一般8~10万转 —— 你问的基本应该是这个

欧洲现在比较通用的小排量家用车用柴油发动机 2.5以下排量的 运动版 涡轮增压器转速14~18万转 除非是赛车(一般汽油机),很少有达到20万转的

虽然涡轮增压器的原理听起来简单,实际上却是复杂且精密的运作,由于压缩后的空气温度极高,所以必须透过中冷技术,将压缩空气进行冷却,以降低进气的温度,不仅要与内部组件紧密配合,还必须和发动机严密匹配,否则将会降低发动机的效率甚至造成损坏。

涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使燃烧更彻底、排放更干净。以CO2的排放为例,汽油发动机要比相同功率的自然吸气发动机少10-20%。此外,涡轮增压器还具有更多优势,包括在高海拔地区也能满足空气供给,在冷启动时使三元催化更快进入工作等。

随着对绿色环境的重视,以及汽车尾气排放标准的越来越严格,今天的汽车制造商,不仅要符合环保要求,又要使客户享受足够的驾驶乐趣,而涡轮增压器正好能降低排放、提高燃油经济性,且大功率的动力输出,更保障了驾驶者追求行如风的驾驶乐趣。目前欧洲已有50%的汽车使用了涡轮增压器,在亚洲、美国的使用率也在逐渐增加。

现代涡轮增压器不仅改变了人们对柴油机的看法,更成为提高动力性能的主流方向,而随着新的耐高温材料、新的平衡技术和微量润滑油轴承系统及全新电子控制的使用,涡轮增压器将对于21世纪的汽车,起着关键性的作用与影响。
过去在大型柴油发动机中出现过的柴油直喷技术如今已广泛应用到乘用车柴油发动机上,而涡轮增压中冷技术经过多年的发展也已经相当成熟。目前在欧洲,有高达43.7%的新车车主选购柴油车,而每两辆大众汽车当中,就有一辆是TDI涡轮增压柴油直喷发动机汽车,这充分说明了其重要性与市场认可度。目前TDI涡轮增压柴油直喷发动机系列已构成大众汽车公司里完整的发动机产品线。

技术优势

TDI涡轮增压柴油直喷发动机的电控燃油喷射系统带来更大的功率、更少的碳烟排放、更小的噪音和更佳的燃油经济性,它的喷油时间和喷油量都由电脑控制,而一体式燃烧室比以前的预燃式燃烧室减少了热量损失,让冷启动变得更容易。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机的可变截面涡轮增压器使增压技术有更快的响应,起效范围更加宽广,同时不会造成排气气压过高的问题。在大众的TDI涡轮增压柴油直喷发动机中,增压响应被控制在0.25秒内,驾驶者根本感觉不到增压时滞的存在。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机的燃油是经由一个高压喷射器直接进入汽缸,因为活塞顶部的造型是一个凹陷式的碗型设计,燃油就在汽缸内形成一股螺旋状的混合气,使空气和燃油混合得更为充分,燃烧更加理想,不但提高了功率输出,也降低了燃油消耗。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机采用电子排放控制、氧化型催化转换器和颗粒捕集器,大大降低了一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物的排放,其中二氧化碳的排放与同排量汽油车比可降低30%。为了抑制高温燃烧产生的氮氧化合物,一方面就要抑制燃烧温度,同时要降低氧浓度以抑制氮氧之间反应生成氮氧化物。这两个目标可通过EGR(废气再循环)系统得以实现——废气在通过EGR冷却器冷却后,再次被引入燃烧室参与燃烧。在理想的条件下,这一系统能够使因高温燃烧产生的氮氧化物排放降低60%。此外,大众汽车公司刚刚推出的2.0升Clean TDI涡轮增压柴油直喷发动机,在氧化型催化转换器和颗粒捕集器下游配备了存储式氮氧化物催化转化器,从而进一步降低了氮氧化物的排放,并且能够符合被视为全球最严格的标准——美国加州的“Tier 2/Bin 5”排放标准。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机有三种燃油喷射系统:

分配泵系统。由燃油泵向喷嘴顺序供油,喷油时间和喷油量都由电脑控制。

泵喷嘴技术。采用这项技术的TDI涡轮增压柴油直喷发动机,每个汽缸都有一个小型高压燃油泵,由进排气凸轮轴驱动,泵喷嘴由低压叶片泵供油,而喷油量则由附在其上的电磁阀控制,喷油时间就是电磁阀开启时间,每缸的燃油喷射是独立完成的,且便于精确控制。这项技术只要应用在1.9升直列4缸,1.2升和1.4升直列3缸的发动机上。

高压共轨喷射系统。它的概念类似于汽油发动机喷射系统,只不过油轨内的压力提高了近1000倍。中央油泵把高压油送入油轨,在油轨上对应每缸有相应的电磁阀控制燃油进入喷嘴,这套系统主要应用在3.0升V6发动机上。

大众汽车公司的蓝驱(BlueMotion)技术通过改进TDI发动机涡轮增压器, 使用电子废气再循环阀门及具有更宽传动比的变速箱,配以单独开发的车轮及低滚动阻力轮胎,达到了比普通TDI柴油轿车更低的油耗及排放(Polo BlueMotion 油耗:3.9l/100km; CO2排放:102g/100km; 尾气满足欧洲4号标准)。

TDI:Turbo Charged Direct Injection。
TDI涡轮增压柴油直喷发动机的电控燃油喷射系统带来更大的功率、更少的碳烟排放、更小的噪音和更佳的燃油经济性,它的喷油时间和喷油量都由电脑控制,而一体式燃烧室比以前的预燃式燃烧室减少了热量损失,让冷启动变得更容易。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机的可变截面涡轮增压器使增压技术有更快的响应,起效范围更加宽广,同时不会造成排气气压过高的问题。在大众的TDI涡轮增压柴油直喷发动机中,增压响应被控制在0.25秒内,驾驶者根本感觉不到增压时滞的存在。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机的燃油是经由一个高压喷射器直接进入汽缸,因为活塞顶部的造型是一个凹陷式的碗型设计,燃油就在汽缸内形成一股螺旋状的混合气,使空气和燃油混合得更为充分,燃烧更加理想,不但提高了功率输出,也降低了燃油消耗。

TDI涡轮增压柴油直喷发动机采用电子排放控制、氧化型催化转换器和颗粒捕集器,大大降低了一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物的排放,其中二氧化碳的排放与同排量汽油车比可降低30%。为了抑制高温燃烧产生的氮氧化合物,一方面就要抑制燃烧温度,同时要降低氧浓度以抑制氮氧之间反应生成氮氧化物。这两个目标可通过EGR(废气再循环)系统得以实现——废气在通过EGR冷却器冷却后,再次被引入燃烧室参与燃烧。在理想的条件下,这一系统能够使因高温燃烧产生的氮氧化物排放降低60%。此外,大众汽车公司刚刚推出的2.0升Clean TDI涡轮增压柴油直喷发动机,在氧化型催化转换器和颗粒捕集器下游配备了存储式氮氧化物催化转化器,从而进一步降低了氮氧化物的排放,并且能够符合被视为全球最严格的标准——美国加州的“Tier 2/Bin 5”排放标准。

目前,欧洲大部分高档轿车中有很大一部分已经采用了TDI涡轮增压柴油直喷发动机,有逐步取代汽油发动机的趋势

废气涡轮增压发动机较非增压发动机因为使用了废气涡轮增压机使气缸内压力增加,含氧量也就就增加,燃油自然就会得到充分的燃烧。由于涡轮机动能来自废气,同等单位的燃油得到了更多的膨胀气体所以燃油效率更高。
但是由于压缩后的空气温度极高,所以必须透过中冷技术,将压缩空气进行冷却,以降低进气的温度,不仅要与内部组件紧密配合,还必须和发动机严密匹配,否则将会降低发动机的效率甚至造成损坏。
涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使燃烧更彻底、排放更干净。以CO2的排放为例,汽油发动机要比相同功率的自然吸气发动机少10-20%。此外,涡轮增压器还具有更多优势,包括在高海拔地区也能满足空气供给,在冷启动时使三元催化更快进入工作等。

柴油发动机较汽油发动机具有更高的压缩比、更高的缸内平均有效压力及更高的热效率,加上涡轮增压器可大幅提高汽缸充气效率,故动力性及经济性优于同排量汽油发动机。由于柴油发动机基本处在稀燃工矿,其一氧化氮、碳氢及碳烟的产生相对较低。由于采用了增压中冷(intercooling)及废气再循环(EGR)技术,TDI柴油发动机氮氧化合物排放得到了明显下降。

怎么可能减少,只有增加

以前涡轮增压器大都用在柴油发动机上,现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样,因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。“涡轮增压器之二”一文已经略提过,这里再阐述一下汽油机涡轮增压器。

汽油发动机不同于柴油发动机,它进入气缸的不是空气,而是汽油与空气的混合气,压力过大容易爆燃。因此,安装涡轮增压器必须要解决爆燃问题,这里涉及两个相关问题,一个是高温控制,另一个是点火时间控制。因为强制增压后,汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加,使爆燃倾向增大;另外,汽油机排气温度比柴油机高,而且不宜采用增大气门重叠角(进、气排门同时开启的时间)的方式来加强排气的降温,降低压缩比又会造成燃烧不充分;还有汽油机的转速比柴油机高,空气流量变化大,很容易造成涡轮增压器反应滞后。因此,针对汽油机使用涡轮增压器可能出现的一系列问题要一一做改进,才能使汽油机也用上废气涡轮增压器。

中冷器的作用
涡轮增压器吸进的空气经压缩温度会增高,空气在流动过程中与进气管壁摩擦还会进一步升温,这样不仅影响充气效率,还容易产生爆燃。因此要装置降低进气温度的设备,这就是中间冷却器。

它安装在涡轮增压器出口与进气管之间,对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器,用风冷却或者水冷却,空气的热量通过它而逸散到大气中去。据测试,性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定比值而不会产生爆燃,同时降低了温度也可提高进气压力,进一步提高发动机的有效功率。

叶轮的作用
由于汽油发动机转速范围宽,空气流量变化大,因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片,一般有12~30片叶,呈放射线状曲线排列,叶片厚度只有0.5毫米以下,采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。因为叶轮形状角度越合理,质量越轻,叶轮的启动就越灵敏,涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。

爆燃传感器的作用
除了降低温度来减少爆燃的可能外,还要采用爆燃传感器,它的作用就是在产生爆燃之时,传感器感到不正常的振动会立即将信息反馈至发动机ECU(电子控制单元)控制系统,将点火定时稍推迟一点,如果不产生爆燃再恢复正常点火定时。

总的来说,由于轿车汽油机的转速比柴油机高,空气流速快而且变化范围大,因此它的涡轮增压器有更高的要求。现代轿车发动机已普遍采用电子喷射系统,在电子控制技术及新材料的配合下,涡轮增压器在汽油机上的应用也会日益普遍。

涡轮增压柴油发动机与直喷柴油发动机有何区别
答:各有好处 国内现在大众对柴油机不认可 就像TDI 记得老的奥迪A6就有款TDI的 柴油机在欧美已经发展的很成熟了 他更清洁 更省油 动力更好 就是工作是声音有点大 但能忍受 而且现在技术越来越先进 这点会有所改善的 汽油机比较多见了 技术相比在国内更加成熟 缸内直喷技术也提高了燃油经济性 有了...

涡轮是什么,为什么有涡轮增压的发动机动力会更强劲?
答:只要你买过车,或者打算买车,就一定听说过这个词,涡轮增压。涡轮增压是什么?很多人可能并不知道,但所有人都知道的是涡轮增压很牛,有了涡轮增压,速度就会很快。这种理解大体没错,但也不完全正确。涡轮增压这个听起来又专业又高深的词到底代表了什么意义呢?为什么涡轮增压发动机会比普通发动机拥有更加...

高压直喷发动机和涡轮增压区别
答:结论 总的来说,高压直喷发动机和涡轮增压都是汽车引擎技术领域的重要成果,它们各自有着自身的优点和缺点。选择哪种引擎模式要根据具体的需求和使用环境来决定。如果您注重燃油经济性、环保性以及舒适性,那么高压直喷发动机是一个不错的选择。如果您则注重输出功率和扭矩,那么涡轮增压则更加适合你。不管...

涡轮增压发动机与涡轮增压缸内直喷发动机有什么不同?
答:直喷是直接往汽缸里喷油在汽缸内与进来的空气混合在燃烧。而传统的电喷是在进气歧管内先喷油与空气混合在把混合气送入汽缸内。所以直喷发动机相对要好些。这样的工作原理就使得缸内直喷的发动机可以根据进气门开启的时间,来知道进入汽缸燃烧的空气量的多少,才按照当时的车辆工作需要来喷出相应的燃油量。这...

燃油直喷发动机和涡轮发动机哪个好?为什么?
答:现在的柴油机都是直喷的,几呼看不到预热式涡流发动机.直喷常压发动机与直喷涡轮增压机相比.后者的燃料经济性,升功率高,但成本及维护费用大.冬季起动较直喷常压略差.直喷常压机,成本低,工作可靠,起动性能好.缺点:排放高.

介绍一下涡轮增压缸内直喷发动机
答:TSI汽油直喷发动机是大众汽车在FSI汽油发动机的基础上,研发的一款技术领先、节能环保发动机。与传统汽油发动机相比,TSI汽油直喷发动机拥有更小的体积、更低的重量与更出色的动力输出。技术优势 TSI汽油直喷发动机的涡轮增压系统能够让更多的空气进入汽缸,汽油经新型高压燃油泵和6孔喷油器直接喷入汽缸内与压缩...

汽车涡轮增压发动机工作原理?
答:由此在相同的转速,相同的气室体积的情况 下涡轮增压 发动机输出功率会大很多。但是增压也会带来一个坏处,就是进入发动机的气体进过压缩后,气体温度都会升高,这是基本的物理常识,这里就不解释。由于气体被压缩,气体被加热了,温度达到了180度以内。而一般来说进气温度要求不高于55度。我们知道气体在...

柴油机涡轮增压是怎么回事
答:现代柴油机上越来越多地使用了涡轮增压器,涡轮增压器能提高发柴油机功率和改善经济性能。柴油机使用了涡轮增压器后发动机具有升功率高,油耗率低,排污较少,指示功率和有效功率都提高了,也就是提高了机械效率,自然可以明显改善高负荷区运行的经济性。涡轮增压器不仅使功率范围增大,而且高负荷的经济运行...

柴油发动机为什么多采用涡轮增压器
答:无论是涡轮发动机还是自然吸风,压缩比都要比汽油发动机高很多。通常汽油发动机的压缩比大概是10左右,即使是FSI稀燃发动机其压缩比也只能接近11,而柴油发动机的压缩比通常在19,高的甚至超过20。究其原因是柴油具有比汽油更好的抗爆性。也就是说柴油比汽油更加难以点燃,燃烧速度也比汽油慢很多,所以性质...

涡轮增压发动机优缺点?
答:缺点:1、涡轮增压发动机的缺点是保养费用相对自然吸气发动机来说更高,最高的保养成本就是机油;2、涡轮增压发动机的保养费用最高昂的非机莫属了,因为涡轮增压器需要更好更贵的机油来工作,它每次运转都是需要机油来提供润滑以及散热作用的;3、并且因为涡轮增压的转速比较高,所以温度也比较高,因此对...