电子涡轮增压器(网上几十元卖的汽车增压器管用吗?)

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1、网上几十元卖的汽车增压器管用吗?
几十块的增压器就是一个玩具,只能称得上电风扇而已。装上去能起到心理暗示的作用,内心马力提高了而已。实际上这种增压器并不能增加进气量。发动机高转速运转时还会起到反作用,阻碍进气导致发动机功率降低。
涡轮增压可以提升发动机进气量,在排量不变的情况下,提高发动机进气量就可以燃烧掉更多的燃油。ECU根据空气流量计指挥喷嘴喷油,控制喷油时间,使空燃比保持在14.7:1左右。因此进气量增加喷油量也会自动增加,燃油量增加后释放的热能自然会增加,发动机的动力自然也就提升了!
但是空燃比/混合气浓度并不是可以随意调整的,例如有人说既然加大喷油量可以提高功率,那就把发动机喷油量调大不就行了吗?在进气数量没有改变的时候,加大喷油量并不能有效提升发动机动力。这种情况下空燃比低混合气浓度过高,混合气燃烧不全发动机功率反而会下降、运转不平稳,排气管放炮等。
在排量不变的情况下,只有提高进气量才可以提高发动机的升功率。因此出现了涡轮增压器,涡轮增压器工作时每分钟转速高达几十万转,进气歧管最高压力可以达到2bra。
因此涡轮增压器绝对不是一个电风扇就能随意代替的,不仅转速要上去,功率也要足够。山寨的电子涡轮增压器这里就不仔细说了,我们看一下真正的电动涡轮增压器:
这是博格华纳最新推出的电动涡轮增压器,采用高效大功率无刷电机。在发动机转速低、废气压力不足的时候,可以在0.3s内把转速提升到7000转/分,发动机在低转速区间也可以爆发100%的扭矩!下图是博格华纳推出的48V混动电动涡轮增压器:
这款涡轮增压器是混合动力的,电机不仅可以驱动涡轮增压器工作,也可以回收一部分动力。注意,这里面的关键词是大功率高转速无刷电机,工作电压48V,最高功率可以达到14kw,最高转速达到20万转/分钟。
由此可以看看出,大部分所谓电子涡轮增压改装套件都是不靠谱的!没有足够大功率的电机就没有足够高的转速,也没有足够高的压力。这样的增压器在发动机高转速运转时不仅不会增加进气量,反而会阻碍发动机进气,发动机进气量下降后动力也会随之下降。因此这类来路不明的增压器尽量不要去改装,这样的改装只是提高你心里的马力而已!实际变化不大,否则几十元上百元的增压器早都被汽车厂抢回去了,安装方便、成本低。
2、涡轮增压器工作需满足什么条件?
废气涡轮增压器运行需要满足的条件:挂挡踩油门,其他类型略有不同
燃油动力汽车装备的内燃式发动机有三种常规增压技术,增压器压力增长曲线按照介入时间与增长速度与强度排名会有两个榜单。
介入时间:电子增压器=机械增压器>涡轮增压器
综合能力:涡轮增压器>机械增压器>电子增压器
三种增压器涡轮的特点就是这样了,首先来了解一下各自介入增压的时间节点。电子增压器理论上介入转速应该排名在第二,因为专业的电涡轮增压发动机不会在启动发动机后随即开始运行,而是等待节气门信号(油门踏板信号)触发运转增压。
但是这种技术大多用于赛车,普通量产代步车几乎没有使用这种技术的发动机,不过后市场却在大量进行改装——改装电涡“非常积极”。改加装的电涡轮原理非常简单,是在近期管路上加上一组“涡扇”,之后密封管路开始准备接电。大部分电涡轮会直接从发动机舱的蓄电池(电瓶)取电,不过会加入一个控制器切换为ACC模式;因为常电模式是在发动机熄火后也会运行,蓄电池会快速的亏电。当然也有在保险盒取ACC电路,这样就不需要控制器了。
ACC档位的概念是拧钥匙后技术发动机没有启动电涡轮也会开始“介入运转”,因其动力来自电瓶。启动之后电涡轮为全时增压,但是因转速太低而且部分电涡轮还不能增长;所以这种涡轮增压技术效果非常差,而且只能在发动机低转速区间起到一定效果的增压升扭矩的作用,在中高转速范围内电涡轮增压的程度还没有自然吸气效果好,结果是影响进气效率造成动力变差。
机械增压-启动后全时增压。机械增压器的动力来自发动机的曲轴,通过皮带连接两端——曲轴运转增压器随即开始运转。这种模式的优点是介入转速早,缺点是怠速也要增压,增压器怠速消耗掉发动机1~2kwh的功率会造成怠速动力不足而熄火——如不想需要就要提升怠速转速,以多喷油多燃烧的方式补偿被增压器损耗的动力,所以机械增压虽然增压介入转速早但是费油。
重点:依靠发动机转速放大增压器涡轮转速,这种模式也决定了机械增压增压压力不高,尤其是在中高转速区间效果比较一般,所以机械增压技术也几乎被一线车企淘汰了。目前只有改装后市场更热衷于机械增压器,因为改装技术难度很低且没有大量的结构破坏(不容易发现);其次则是增压效果差扭矩提升比例小,对于变速箱和车架悬架强度不会带来很大的影响。
涡轮增压的两种类型废气涡轮增压器不依靠电瓶或发动机机械结构提供动力,利用的是四程冲内燃机运行过程中必然产生的高压排气(废气/尾气概念),引出一条管路通过高压排气“吹动涡轮运转”——简称废气利用,这种技术不会增压多余的功耗。至于“吹气”的力量是不容小觑的,如果对排气压力没有概念的话,尝试用障碍物堵发动机的排气管并用手推着,此时踩油门怕是能直接顶开。下面来聊一聊两种技术的增压器介入转速。
1:普通单涡轮单涡管增压器,其介入转速大多在1000~1200转之间,也就是稍微踩一点油门产生的排气压力就足以推动涡轮运转。区别是小排量发动机使用的多为低惯量增压器,目的是为了快速提升增压器的转速,实现在1500转左右达到最大扭矩——因为小排量发动机的扭矩基数太小,200~300N·m的储备需要低转速大扭矩才能实现低油耗与理想的加速。
而中大排量(≥2.0T)可以延缓涡轮增压其达到最高转速的时间,因为介入转速都在1000转多一些,但最大扭矩已经可以达到≥400N·m的高水平,增压压力不需要很大也会在中低转速有相当高的输出功率,如果过早的达到最大扭矩车辆会难以控制,所以让最大扭矩刻意来的晚一些是正确的设计。
2:双涡轮增压器,顾名思义这种发动机是由两台增压器组成,低惯量涡轮可在怠速启动瞬间开始介入增压并快速达到最大增压压力,之后衔接另一组涡轮开始合并增压。这种设计的特点是介入转速会与机械增压器相同,但不会在怠速时无谓的增压;两组增压器合并运行后会带来更高的增压压力,扭矩的提升程度会更高。比如2.0升的机械增压发动机有320N·m的最大扭矩,单涡轮增压技术可以达到400N·m,双涡轮增压技术则能达到450N·m左右,这就是差距。
总结:三种增压器的介入转速与增压能力就是这样了,目前主流的选项自然是废气涡轮增压,改装可以考虑机械增压器,电涡轮不建议尝试。
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3、汽车厂家都在努力做低惯量涡轮增压器,那为什么不做电子涡轮呢?
涡轮增压相信很多人都知道,但是具体涡轮增压是怎么玩的呢?低惯量涡轮和电子涡轮又分别是什么呢?这我们需要先了解涡轮增压的玩法。
简单解析一下,一个涡轮增压器由两个涡轮风叶组成,他们两个是同轴连动的,像海尔兄弟一样。一个位于发动机的废气排气管,我们把它称为废气风叶,由发动机产生的废气推动(简单点说是用废气来吹动的,发动机转速越高,产生的废气吹动力越大,这边的废气涡轮风叶转速越快)。
由废气风叶同轴连动的是进气风叶,它位于进气管部分,随废气风叶,以相同的转速转动,其目的是吹动更多的空气进入发动机燃烧室,配合行车电脑程序,在更多空气进入燃烧室同时,喷油量对应增多,提供更好的燃烧效率,可以迅速把发动机转速提高,达到提高汽车的动力输出的目的。
如果忽略发动机的耐用性,以纯理论来说,涡轮增压是可以一个无限循环的增压过程,只要发动机承受得住高温高压,这一边发动机排出废气推动涡轮风叶高速转动,那一边废气风叶带动进气风叶高速运转,给发动机推进更多空气,更高效率燃烧意味着更大量废气排出,加剧推动废气风叶,带动进气风叶更大量的空气进入。
如此循环下去,理论上说发动机输出马力可以无限大,前提是发动机扛得住。这是为什么三菱的拉力神车 Evolution 改装车随便就可以压榨出超过 600-700 匹的马力,而丰田的牛魔王 Supera 涡轮增压改装车可以随便秒杀像法拉利,兰博坚尼的这些原厂超跑。
能装上涡轮的汽车,一定是追求更强大的动力。所以早期的涡轮增压几乎都使用高惯量的涡轮。高惯量涡轮的特点有几个,涡轮尺寸较大,涡轮风叶重量大,同时涡轮启动的所需转速较高(一般 3000 转以上才启动,粗暴点说是需要较大量的废气才能吹动重量较大的涡轮风叶)。
因为这些特点,在发动机高转速下的启动涡轮增压,带来的进气效果就尤其凌厉,可以不客气地说是发了疯一般推着汽车往前走。
但是缺点也很明显,第一,尺寸大,重量大的涡轮风叶需要在发动机高转速下,产生量足够多的废气才能推动,换句话说就是费油。
第二,由于带来进气效果好,涡轮一旦启动的瞬间,汽车动力输出瞬间也上了一个档次,顿挫感十分强劲,驾驶体验突兀。
随着环保法规不断严格,很多厂商都推出了涡轮尺寸较小,涡轮风叶重量轻,比较容易在低转速就能吹动的涡轮,这就是低惯量涡轮增压。
低惯量涡轮没有高惯量涡轮带来的动力提升来的强劲。它在发动机转速1000左右启动,意在辅助汽车中低速起步的动力需求,在较低的转速提供满意的动力。
其优点刚刚好就是比较省油和很小的涡轮启动顿挫感。目前多装备在主流家庭用车上,低惯量涡轮可以顾及到燃油经济性,相对够用的动力表现,行驶的顺畅感和主要是保证发动机的耐用程度。
电子涡轮增压和废气驱动的涡轮增压原理相同,只是驱动的方式改为电力驱动。而驱动电子涡轮的电力则需要汽车蓄电池和发动机负载。
电子涡轮具有以下优点:1、废气涡轮需要发动机达到一定转速才能介入,而且停止时存在惯性,这就产生了迟滞。电动涡轮的介入和停止都可以是随时随地的,没有迟滞。2、其原理及构造更加简单,带来的好处就是安装方便、成本降低。
当然它的缺点也十分明显,目前市面上的汽车都是装备 12V 电源,电子涡轮的转动也是靠这块 12V 的电源提供动力。然而这块 12V 的电源电压有限,在给电子涡轮提供驱动力的同时,其实发动机在不断地给电源充电,换言之,电子涡轮增加发动机的负担,影响发动机工作效率。
而且,假如电子涡轮长时间工作,势必给蓄电池带来很大压力,寿命会迅速下降。
另外,相比废气驱动涡轮转速非常高,达到几万到十几万转每分钟,这 12V 的电源提供的驱动力只能够驱使电子涡轮大部分工况下,只能达到一万多的转速,增压的效果比较低,远没有废气涡轮增压大。
正因为工作效率低,增加发动机额外负载这些因素,导致电子涡轮并没有被主流车厂使用。
不过事情在今年出现了转机,随着奔驰和奥迪发布他们使用 48V 电源的车型,电子涡轮重新回到了主流车厂的视野中。
我们以欧洲新发布的 2018 奔驰 S 500 轿车为例,它装备了一套 48V 轻混动,双涡轮增压(废气涡轮和电子涡轮)的动力系统。可以说这套 48V 轻混动系统为奔驰整一套动力体系提供强而有力的坚强后盾。
48V 的电源系统好处是,可以直接带动空调,刹车真空助力汞,最重要的是能够提供起步时所需要的驱动力以及为电动涡轮提供足够的驱动力。 这些功能在常规 12V 电源的汽车上,是需要发动机能量去负载。
比较新鲜的是电子涡轮增压这个东西,奔驰采用的是博格华纳的 eBooster 电动增压器技术。它采用直流无刷电机,由 48V 电压驱动,响应的速度非常快,资料显示在 0.3 秒内可以加速至 7000 转。
eBooster 电动增压器接在涡轮增压器的后端,相比涡轮增压器来说,它能够主动控制增压器转速。在发动机低转速工况,涡轮增压器还没发挥最大增压效能的时候,它能辅助增加向气缸内导入的空气,因此涡轮迟滞现象便能够很好的解决。
电子涡轮增压器在增压系统里只是一个辅助角色,它是涡轮增压器的一位给力队友,但它并不是一直处于工作状态的,在较高的发动机转速下,涡轮增压能够自身获得足够推动力时,电动增压器便会停止转动,以节约电能。
未来,相信越来越多车厂会选择 48V 轻混动动力系统,意味着追求动力和环保的同时,更多车型将会同时装备上废气涡轮和电子涡轮增压。
在新能源汽车还没有能够大行其道之前,这种 48V 轻混动动力系统必然成为通往新能源过渡期最好的形式。
4、电子涡轮增压器?
其实说白了它就是一个鼓风机,而且连鼓风机的效率都没有,顶多算一个USB风扇,其实他的工作原理就是通过12V的电源来带动里面那个袖珍的小电机,而我们汽车的涡轮增压能达到10万转以上,所以问下大家什么风扇能达到这个转速,这个电子涡轮增压器,不仅不能提升您汽车的发动机的功率,而且在发动机的高转速期间还会降低发动机的功率,发动机高转速自然吸气的进气流量都要比这个电子涡轮增压器所带来的进气流量要高出好多倍,所以他不但不能帮忙而且还对发动机有坏处。如果真有这么好的技术,为啥汽车厂家不一律采用呢?再一个帮大家普及一下:电子涡轮和电控涡轮这是不一样的,电控涡轮首先也是废气涡轮,只是他通过电磁阀来控制废气压力,从而达到控制废气涡轮工作效率,它并不是依靠电机来驱动涡轮。
5、电子涡轮增压器有用吗?
涡轮增压器转速可达20~30万转/分钟,电子增压器也是6~7万转,功率大概5~6千瓦,12v无法实现大功率输出,最大不会超过2千瓦,只能用于15以下排量的小型发动机,电子涡轮增压是集成电子增压和涡轮增压的产品,我了解的博格化纳已经有开发完成的样机,最大挑战是实现轴承概念和集成电机。