这些年涡轮增压发动机大行其道，前些年更是宣传的神乎其神。今天我们就来聊聊涡轮增压是怎么发展普及和它的优缺点。
涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮（位于进气道内），叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。
涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。正是这一特点最早的涡轮增压器是用于跑车或方程式赛车的，因此在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机能够获得更大的功率。
在民用发动机领域较早普及涡轮增压的是日本，日本由于地少人多，石油主要依赖进口等因素，日本政府推出一种法规限定车型K-Car（购买K-Car不需要提供车位证明，税费较普通汽车也大幅降低）。K-Car的尺寸和发动机排量都有规定，排量从0.15-0.35-0.55-0.66几经调整，如此小的排量使发动机的动力常常不能满足人们的需要，而最直接的方法就是为K-Car安装涡轮增压。于是日本逐渐开始盛行涡轮增压，伴随涡轮增压技术的成熟到上世纪80年代达到顶峰，那个时候几乎所有日本车都有涡轮增压型号提供，连奥拓都有涡轮增压的版本，EVO、STI和GTR的传奇也是从那时候开始，本田在F1赛场上推出的1.5T发动机甚至超过了千匹马力。但随着90年代日本经济的衰退，车辆的燃油经济性更加被看重，以及自然吸气发动机性能的提升，涡轮增压没能更进一步，自然吸气还是主流。
1990年欧洲开始颁布汽车尾气排放标准，就是大家经常都能听见欧3、欧5之类的排放要求名词。其使用测试方法为NEDC标准，我国的工信部的油耗测试方法基本照搬在该标准。
目前世界上关于轻型车排放油耗试验的试验工况主要有三个，它们分别为欧盟的NEDC工况、美国的FTP75工况以及日本的JC08工况。三种工况的适用范围有所不同，欧盟的NEDC工况现存于欧洲、中国、澳大利亚等国家；美国FTP75工况主要在美国、加拿大、南美等国家使用；日本JC08工况主要在日本本国。三种工况有着不同的标准，同一辆车经过三种循环工况测试，最终数据也会不同。下面，我们将分别了解NEDC和FTP75两种工况的工作原理。
NEDC工况（欧洲、中国、澳大利亚）
我国国五法规与欧五法规差异甚小，基本属于照搬欧洲NEDC工况测试方法，所以两者的油耗数据上十分接近。NEDC循环工况的主要特点是测试时间短、里程小、速度低、变速少，基本不考虑环境温度对油耗的影响。
NEDC工况分为市区工况（City）和市郊工况（Highway）两部分。市区工况由四个市区运转循环单元组成，即同一过程重复四次。在测试过程中最高车速50km/h，平均车速19km/h，每个循环时间为195秒，共行驶4.052km距离。市郊工况测试共一个循环，平均车速62.6km/h，有效行驶时间400秒，共行驶6.955km路程。
如果仔细观察循环工况实验数据，会发现在NEDC工况中车子多数时间处在匀速状况下。这种测试内容没有充分考虑市区交通堵塞时车辆走走停停的情况，市郊测试中更是加速和匀速的测试，没有太多实际意义。
在这种情况下测试的汽车，发动机通常都会维持比较良好的工作状态，因此实验结果普遍偏低。如果测试对象为混合动力车型则可能会闹出笑话，因为混合动力车型在低速下完全由电池驱动，无需发动机参与。比如比亚迪插电混合动力车型秦，其工信部油耗数据为1.6升。能取得这么低的油耗，是因为秦可以完全依靠电池行驶70千米，而市区循环工况测试总里程才4千米。因此这种循环工况不能如实反应车子的真实油耗，才出现了工信部油耗数据不靠谱的现象。
NEDC工况的另一缺陷在于没有考虑环境温度对油耗的影响，汽车空调的开光将极大的影响油耗数据。比如一款匀速20km/h的汽车，开空调与不开空调百公里油耗相差将超过2升。
众所周知，因为涡轮介入需要一定转速，在怠速和车辆不需要动力涡轮没有起正压之前它就相当于一台自然吸气发动机自然比同等性能的排量更大自然吸气发动机更省油排放更低（这就是为什么涡轮增压车型在NEDC的测试中更有优势的原因，自动启停技术也是为了应对这种测试而生的），在涡轮增压在工况稳定的情况下，基本上和同等性能的排量更大自然吸气发动机差不多；如果工况频繁变化，涡轮频繁介入停止，效率就会迅速降低，而自然吸气在工况剧烈变化的情况下，就具有燃效和排放的优势了。当然这是在技术水平差距不大的情况下，别拿老发动机和新发动机比较了。这就是为什么欧洲厂家率先普及涡轮增压发动机的原因。
下面我们说说为什么这两年涡轮增压能够全球普及，首先是由于我国的汽车市场高速增长，现在已经是全球第一大新车销售市场。其次是因为我国的汽车税收政策，我们的政策更比欧洲直接，按汽车排量不同收取不同税率。
这个税是包含在汽车销售价格当中的，普通消费者可能都不知道有这个税。在这种政策之下所有厂家都要想尽办法在保证动力能满足需求的情况下尽量降低发动机的排量。中国市场太大太重要了，没有一个厂商能够忽视它的要求。拿为什么美日韩系厂家这两年才涡轮增压发动机才雨后春笋一般的冒出来呢？因为一款发动机的研发测试是需要时间的，越是大厂越花时间，它的一款或一个系列发动机研发出来会搭载在该公司的众多车型上，会有一个巨大的装机量，一旦出现重大问题，其损失是不可估量的。
在现在车辆平台化、模块化，车型全球化的今天，已经没有车企在为某个单一市场单独研发平台和发动机了。所以即使美国没有排量税或变相的排量税，涡轮增压车型也能在美国有一片天。在售的自然吸气发动机多数也是前些年就投放市场的相对老旧机型。搭载最新技术的涡轮增压发动机并不会比这些老家伙差。当然和同样搭载最新技术的自然吸气发动机或混合动力系统的车型比是没有优势可言的。这其中很多厂家都是两条腿走路，比如丰田、本田、通用是一边研发涡轮增压一边研发混合动力，丰田还要氢燃料电池。现代是涡轮增压+氢燃料电池，宝马除了自己的涡轮增压还和丰田一起研发混合动力，大众、奔驰、日产则是涡轮增压+纯电动。这其中只有马自达在坚持做自然吸气，它的第二代创驰蓝天发动机热效率有望达到50%。
伴随着越来越多的排放门事件，近些年，欧盟加强了汽车排放限制，并有意摒弃NEDC工况测试机制，采用全新的“世界轻型车测试程序（WLTP）”，新规则有望在2020年前后得到实施。这项标准将对欧洲车厂造成巨大压力。由于NEDC工况对小型涡轮增压车型十分有利，因此欧洲车厂大规模开发成本更低但节油效果并不明显的小型涡轮增压发动机。小排量涡轮增压不仅可以帮助车厂轻松达到排放指标要求还可以降低排量税。全新的WLTP标准实施之后，小型涡轮增压发动机在油耗方面的优势将一去不返。
关注本公众号会有更多实用技巧和汽车使用养护专业知识的分享！
如果您的汽车使用过程当中需要更换汽车启动电池请选择旭派汽车电池，旭派电池-专注电池制造近30年，掌握制造长寿命蓄电池核心技术，使用寿命长、性能稳定、服务好在行业早内已是有口皆碑。
网友评论