大多數(shù)汽車愛好者都以「T/L」區(qū)分渦輪增壓或自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī) , 然而“某某L”指的只是發(fā)動(dòng)機(jī)的排量共有多少公升,并不代表真正的自然吸氣技術(shù) 。準(zhǔn)確的稱謂應(yīng)該是“1.5NA”/“2.0NA”,那么什么是NA呢?
NA_自然的吸取空氣 , 這里的關(guān)鍵詞是「吸氣」而不是進(jìn)氣 。內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓吸力,運(yùn)行過程中會(huì)通過進(jìn)氣管路,并配合正面撞風(fēng)的風(fēng)阻由外往內(nèi)的吸入空氣 。這是內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的特殊進(jìn)氣方式 , Turbo渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也不例外的會(huì)有吸氣功能,只是吸入空氣后會(huì)通過一次壓縮后再送入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(此為核心差異/初衷放在第三章說明) 。
為什么要渦輪增壓&什么是增壓?通俗的解釋渦輪增壓器,其本質(zhì)就是一組「空氣壓縮機(jī)」:把大體積的空氣壓縮成小體積,這是壓縮的概念 。可以把空氣想象成一團(tuán)棉花糖,NA發(fā)動(dòng)機(jī)通過吸力吸入正常體積的棉花糖并“吃掉”,Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)則是把更大一團(tuán)棉花糖壓縮成與NA吸入棉花糖相同的體積,之后再“吃掉”——想一個(gè)問題:Turbo壓縮后的棉花糖雖然體積與NA吸入的相同,但實(shí)際量是不是要多一些呢?這就是壓縮的作用 , 棉花糖是糖分也是人體需要的能量,壓縮空氣則是發(fā)動(dòng)機(jī)需要能的能量源 。
知識(shí)點(diǎn)1:沒有減少!棉花糖能被壓縮是因?yàn)椤疤墙z”之間有很大的空隙,空氣能被壓縮也是因?yàn)楦鞣N分子之間同樣有間隙 。壓縮的概念是通過外力將各個(gè)分子推到緊湊一些 , 也就是讓分子之間的間隙小一些;假設(shè)1升空氣中有“2095個(gè)氧分子”(常壓氧濃度為20.95%),那么把1.5升空氣擠壓(壓縮)到1升的大?。ㄌ寤曜跡? ,氧分子之間的間隙變小了,但是「1升壓縮空氣」中就會(huì)有“3142.5個(gè)氧分子” 。Turbo渦輪增壓技術(shù)的真正目的正是增加空氣中的氧氣 , 這是為什么呢?
知識(shí)點(diǎn)2:燃燒的基礎(chǔ)是氧氣!燃油燃燒是一種氧化還原反應(yīng),沒有氧氣即使溫度再高燃油也無法燃燒 。也就是說常壓空氣中20.95%的氧氣是至關(guān)重要的,因其為燃料的催化氣體,但是這一壓縮空氣又有什么關(guān)系呢?這里的關(guān)鍵點(diǎn)是反應(yīng)催化的效率(程度),在固定的時(shí)間內(nèi)為燃油輸送不等量的氧氣 , 分子運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度就會(huì)有不同程度的狀態(tài),參考以下三個(gè)條件 。
固定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)固定燃油量氧氣越多則固定量燃油反應(yīng)過程中的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越積極 , 燃燒的概念參考下圖(僅參考分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)/燃燒狀態(tài))扭矩為王-Turbo技術(shù)的初衷綜上所述,面對(duì)等量的燃油,發(fā)動(dòng)機(jī)供給其等量空氣中的氧氣越多則分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)“越興奮” 。這里的燃燒反應(yīng)分子運(yùn)動(dòng)正是推動(dòng)活塞曲軸往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源,至于所謂的熱能可理解為「結(jié)果/計(jì)量參考」 。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生熱能,熱能本就是反應(yīng)的結(jié)果,但是通過這個(gè)結(jié)果可以反推并區(qū)分分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)強(qiáng)弱——運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,摩擦產(chǎn)生的熱能才會(huì)越高,那么同樣單位的燃油面對(duì)不同濃度的氧氣,從常壓20.95%開始會(huì)有怎樣的變化呢?參考下圖 。
上圖為壓縮后的空氣,各個(gè)濃度等級(jí)燃燒產(chǎn)生的火焰溫度(常壓空氣與汽油為1200攝氏度) 。由此可見通過壓縮高濃度空氣可促進(jìn)燃油反應(yīng)強(qiáng)度的加強(qiáng) , 那么在固定的時(shí)間范圍內(nèi),各類分子運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度越大產(chǎn)生的動(dòng)能與摩擦產(chǎn)生的熱能就會(huì)越高 。如果這種描述還不太好理解的話,舉個(gè)簡(jiǎn)單例子吧 。
NA發(fā)動(dòng)機(jī)2000rpm-20.95%氧濃度做功產(chǎn)生「150N·m」扭矩
Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)2000rpm-25%的氧濃度做功產(chǎn)生「300N·m」扭矩
(數(shù)據(jù)并未計(jì)算/僅為概念參考)這就是渦輪增壓技術(shù)的真正作用:提升扭矩 。
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