涡轮与机械增压发动机哪种在高原动力衰减小?
2018-10-15 09:06 艾森ECU升级(北京运营中心)
高原海拔高,气压低,大气氧含量也大大低于海平面,自然吸气的人上了高原会感觉呼吸困难,跑几步就喘,有高原反应,自然吸气的车子也一样。为了对付高空气压低氧含量低,喷气客机的做法就是增压舱,即对客机机舱进行增压,保持一个大气压,这样,乘客就不会感觉呼吸困难了。同理,自吸在高原吸不到足够的空气维持燃烧,动力会显著下降,乃至熄火。而涡轮增压用鼓风机很容易在进气歧管维持超过一个以上大气压的气压水平,发动机也保持海平面的动力水平。因此,高原上用涡轮增压发动机更适合,自然吸气发动机会感觉没劲。自然进气车辆大家都容易理解,但同为增压模式的涡轮增压与机械增压那种车型在高原的动力衰减更加小,生存能力更强哪?
机械增压的原理
机械增压器就是一个压气机,它的动力来源是曲轴,压气机的转速与曲轴的转速成正比,传动比是固定的,(是否有带变速器的机械增压器,我真的不知道,不讨论。)
一般采用皮带传动。通过压气机的气体体积流量与发动机的转速成正比。
所以在发动机运转的不同工况下,压气机的出口压力与入口压力之比,是在发动机研发标定过程中设定好的,这个比值就叫增压比,是一个常数。
举个例子,发动机3000RPM,全开油门,增压比是2。
在平原上,入口压力是1个大气压的时候,出口压力就是2个大气压,出口压力就是发动机的进气压力;
在高原上,入口压力是0.7个大气压,出口压力即发动机进气压力,只能是1.4个大气压,动力性下降约30%。
涡轮增压器的工作原理
涡轮增压器的压气机和涡轮的叶片,装在同一个轴上,压气机的动力由涡轮来提供;
涡轮所需的能量从排气中来,涡轮与曲轴之间没有机械连接。
发动机控制单元可以控制通过涡轮的废气流量,从而控制涡轮的转速。
涡轮增压发动机的增压压力也是预先设定好的,但是它设定的是绝对压力。
还是举上面的例子,发动机3000RPM,全开油门,增压压力是2个大气压。
在平原上,入口压力是1个大气压,要让增压压力达到2个大气压,发动机的废气流量要旁通掉40%;
在高原上,入口压力是0.7个大气压,这时发动机增压压力的控制目标还是2个大气压,废气流量还足够用,并且还要旁通掉10%。
查询资料——温度每上升2.5度,发动机功率下降1%;海拔每上升300米,发动机功率下降1%,温度和海拔是自然进气发动机最主要外界影响因素。 虽然涡轮增压发动机受到高原空气稀薄、燃烧不足的情况影响会少一些,但也不是100%不受影响,至少达不到原有最高输出是肯定的。另外说课外小知识,涡轮增压技术其实最早研发出来的时候是运用在飞机上,当时航天技术经常碰到的个问题就是随着海拔提高飞机发动机功率下降最终不能正常工作,涡轮增压就是针对这个情况提出解决方案。后来才被使用到车子上的,所以要说高原地区的表现,涡轮增压绝对有竞争力。