曾经的曾经,判断一台发动机够不够猛,我们数气缸!V6、V8、V10V12,一个比一个强,多少马力根本不重要。
不过时代变了,八缸干不过六缸,六缸干不过四缸,全靠一副先进的增压器发动机就像打了鸡血一样。而且,增压器设计得越复杂,性能还可以更上一层楼。
我们都清楚,自然吸气发动机和增压发动机的根本区别,就是进气方式,给发动机“强行”灌气,更多空气进入气缸,相应也要喷更多的燃油,从而在有限的排量当中发挥出更强的动力。
增压,通常有两种,一种机械增压,一种涡轮增压机械增压能够理解为皮带带动增压的“气泵”,给发动机灌气;而涡轮增压“基本靠吹”,利用发动机的废气推动涡轮叶片,再由相连的涡轮进行增压。
所以很奇妙,两种增压方式带来完全不一样的动力输出特性,机械增压动力输出线性,更像大,但高转速时会给发动机带来动力损耗,降低增压的效率。涡轮增压则带有“著名”的涡轮迟滞,动力输出反应总会慢半拍,但爆发力更好,会让人欲罢不能。
废话了这么多,这两种增压方式有什么看头?确实,我们平常更多看到的是它们单独使用的例子,但如果同时使用,各取所长,互补缺点,这样的发动机又如何呢?
很幸运,世界上也有两例成功的例子,一台的大众代号为EA111的1.4TSI双增压发动机,上限功率160马力,当时来说已经完爆2.0L的自然吸气发动机。
沃尔沃也不示弱,XC90T6车型上搭载的2.0T发动机,实际上的意思就是机械+涡轮双增压发动机。一辆百万豪车,搭载四缸发动机,它确实有胆量。这台发动机上限功率达到320马力,峰值扭矩400牛米,动力不输六缸发动机。
这种设计,目的是“阴阳调和”,机械增压爆发力不足,涡轮增压来补上;涡轮增压有迟滞,机械增压又避免了这一点。因此,尽管排量不大,但依然能够得到接近大的动力输出特性。
不过,要这么做还是得付出相应的代价,复杂的设计,必然带来制造成本问题,XC90卖过百万可能还能接受,但大众将这种设计放到Polo GTI上面,似乎有点划不来。另外,大众这款发动机的可靠性也备受质疑,因此,这款发动机最后不得不淘汰。
涡轮,不只是小排量四缸发动机才玩,一旦那些V6、V8的大家伙用上,性能更狂暴。当然,更大的排量,更多的缸数,装一个涡轮肯定吃不饱,进气压力明显不足。所以,为了缓解涡轮迟滞,通常都会装两套涡轮,也就是双涡轮增压。
你们常见的双涡轮增压,恐怕是V型发动机外侧各安装一个的方式。传统V型发动机排气侧都在外侧,因此这种安装方法相当简单粗暴。不过,它最大的缺点在于占地方,发动机舱不够大的话,很难容纳这么大一台发动机,而且进气管路路径会更长更复杂,也会带来涡轮迟滞问题。
现在的工程师也想到新的解决办法,像宝马M车型的4.4T双奥迪RS6上搭载的4.0T双,它们的两套涡轮均放在发动机V型夹角内,空间占用明显缩小,进气管路也变得更短,动力相应也会更快。
不过,这其实属于一种类型,叫做并联式双涡轮增压,将排气分为两部分,分别推动两个涡轮。还有一种并不常见的方式,叫做串联式。
理解起来也并不难,就是同一列排气歧管上同时安装两套涡轮,一套涡轮小一点,一套涡轮更大,优先增压的是小号的涡轮,当然压力提升到某些特定的程度,大号的涡轮一起“出力”,以缓解涡轮迟滞现象。
这样的形式现在并不常见,但丰田Supra上搭载经典的2JZ-GTE发动机,就是采用这种方式。如今,它还用在一些商用货车的柴油发动机上面。
双增压发动机很厉害是吗?那三个涡轮、四个涡轮岂不是更变态?没错,这样的发动机真的有!
奥迪SQ7搭载的4.0T V8 TDI柴油发动机,除了有正常的两个废气涡轮,其他的还有一个电子涡轮,涡轮进气压力的建立更迅速,动力响应更快。它也是目前唯一一款搭载电子涡轮的发动机。
四个涡轮,当然要数布加迪的W16发动机,8.0T排量配合四个涡轮,能够得到超过1000马力。所谓W型发动机,其实能够理解为两个VR8发动机融合在一起,每一边拥有8个气缸,这也能解释为什么这台发动机需要四个涡轮同时工作。