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看涡轮浪潮如何又“浪”又“潮”?

涡轮增压技术最初用在赛车上的,目的是在排量受到限制的赛事中,能让发动机获得更大的马力输出。然而近几年,小排量的T(涡轮增压)动力大举进军民用车市场,一股T浪潮席卷全球,而且绝大多数都是欧系车。那么,涡轮增压浪潮真的那么浪?那么潮?

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在排放与消费税政策下启动

在上个世纪70到90年代,涡轮并不是省油的代名词,而是动力的代言人,像BMW 2002 Turbo、Lancia Delta HF、Ford Sierra RS等性能车,到Ferrari F40、Jaguar XJ220等超跑,都是靠涡轮来压榨出一身蛮力,这时候的涡轮根本和节油画不上等号。

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但到了十年前,欧洲人专门针对汽车尾气污染,制定了一个每四年更新一次排放标准的套路。各大欧洲车厂每年都要被即将到来的更严格的欧盟排放法规逼疯,被迫用较小排量发动机,配合着涡轮增压器来打天下。欧洲严格的排放法规设定了高昂的排放税金,欧盟各国对于不同的二氧化碳排放水平有不同的征税指标,所以,对于汽车生产商来说,排放标准和每年需要缴纳的税费有直接关系。我们知道,二氧化碳的排放跟油耗有着直接的关系,油烧的多了,排出的二氧化碳自然就多。而靠涡轮增压技术,是可以在欧盟的油耗循环测试中取得比较漂亮的数据。

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再来看看我国燃油排放法规情况,基本上就是用了1992年始欧洲的那套路,车辆燃油和排放循环测试的方法,和欧洲第三阶段的测试方法有较大的相同。同时,我国还存在在按排量来划分的消费税,因此,在排放政策和减税政策下,越来越多的厂商都加入了T行列中。中国消费者也开始接纳了这个理念,下至紧凑型轿车,上至大型豪华轿车,SUV、MPV几乎任何车型都跟上了T浪潮。

动力?真的“浪”!

带T的发动机并不是现在才有的,三菱Lancer EVO在20年前就用4G63T打出了280马力,民间更是有400马力的各种改装版本,甚至更高。但是,更大的问题来自于扭矩释放点,往往要把转速推到接近4000rpm左右才能把发动机厚重的扭矩释放出来。偶尔兴奋一下还行,但毕竟不适合日常用车。

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新时代的增压发动机就不一样,由于各种新技术的加入,使其拥有了扭矩平台特性,通过匹配适当的传动系统,可以使增压机在日常使用中比自然吸气引擎更多地工作在高效率的区间内。而且小排量T发动机,就能做到大排量自然吸气的动力效果。比如,宝马那台N20B20A发动机,2.0排量,采用了TwinPower Turbo技术,HPI高精度缸内直喷,Double-Vanos可变气门正时技术和Valvetronic电子可变气门升程技术等加持,使其在1250rpm到4800rpm都能稳定输出350Nm的最大扭矩,最大马力更高达245hp。整体动力表现非常“浪”,实测百公里加速只要5.9秒,数据比那台著名N52B30的3.0直六发动机都要强,而且综合油耗降低了将近20%。这也是带T发动机为什么那么流行,那么“潮”。

涡轮发动机横扫国际奖项

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四年一届的欧洲杯刚刚结束,一年一度的国际发动机大奖也落下了帷幕。从上图所示的获奖情况来看,涡轮增压发动机几乎包揽了所有的奖项。而且,此次最佳1.0L以下引擎,最佳1.0-1.4L引擎,最佳1.4-1.8L引擎全部都是三缸涡轮增压机。在如今节能减排的大趋势之下,过去被我们贴上低廉,劣质标签的三缸机,如今在涡轮增压甚至更多的发动机技术加持下,大有与四缸发动机分庭抗礼之势。谁能想到,连宝马的超级跑车i8身上的动力总成,都是采用一台1.5T三缸发动机呢!

顶尖技术加持T发动机

那为什么新时代的涡轮发动机那么受欢迎,能拿那么多国际奖项呢?这与发动机技术的进步是密不可分的,下面我们来看看新时代的涡轮增压发动机上,都有那些新的技术。

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增压器双涡管技术:从宝马推出了TwinPower Turbo技术开始,涡轮增压器被带入了双涡管时代,不只宝马在用,通用,丰田,现代等一些厂家都纷纷在用。以宝马N20发动机为例,就设计了双涡管技术,分了两条气道,将1、4缸的废气合在一条管道,2、3缸的废气合在另一条管道,根据四个缸的工作顺序可以知道,这样紧接而来的四个气缸/四个冲程可以衔接起来,气流依次频密冲击涡轮,就能在1000rpm左右的低转速下推动涡轮转动。

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缸内直喷:虽说缸内直喷不是涡轮发动机的专用技术,精确的喷油以及高压的喷射,能让汽油被燃烧更充分,燃烧效率更高,榜单上的所有增压发动机都配备了该技术。比如榜单上的奔驰-AMG M133发动机采用第三代BlueDIRECT直喷技术,一个冲程内最多实现五次燃油喷射,200 bar的喷射压力。

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更新进的配气技术:榜单上的所有增压发动机都带有发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing),这个技术能使发动机的配气相位随着工况进行改变,最佳的配气相位应使发动机在很短的换气时间内充人最多的新鲜空气(可燃混合气),并使排气阻力最小,废气残留量最少。小排量的发动机一般只有排气端有,比如宝马的1.5T三缸B38;大排量的增压发动机则进,排气端都有,比如保时捷911的3.0T。

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更现今的发动机就会配备气门升程可变系统。比如宝马的B38就有宝马大名鼎鼎的Valvetronic,能让气门升程从0.2mm到9.9mm之间无级变化,保证发动机在任何工况下都能有最佳的“呼吸”。奥迪的2.5T就有AVS技术,气门升程两级可调等等,各大厂商都会有自己的秘诀。

其他技术:除了上面的技术外,不同的厂家对自家的增压发动机都有些不一样的新技术。比如全铝合金发动机缸体、气缸内壁喷涂技术、低惯量涡轮技术、水冷中冷器等等。

看到这里,你知道涡轮增压发动机为什么那么流行了吗?!


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