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渦輪憑什麼"幹掉了"自吸?

2007年,隨著一汽-大眾首款中型轎車邁騰的上市,大眾在中國正式開啟了“TSI”時代。從那時起,渦輪增壓發動機也開始從小眾玩家之選,逐漸走進了大眾視野,並在隨後的十幾年中蓬勃發展。現在SUV比較流行,探嶽也是全系配備的渦輪增壓發動機。

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尤其是大眾推出的1。4TSI發動機,更是讓小排量渦輪增壓機迅速替代了傳統的1。8L、2。0L自然吸氣發動機,並且帶動了後續諸多品牌小排量增壓發動機的發展。這不禁令人好奇,渦輪增壓到底有什麼魔力,讓它能超越自然吸氣成為當下主流?尤其是在高階車型市場,除去極為小眾的自吸跑車外,幾乎所有車型都轉投了渦輪增壓陣營,它究竟好在哪呢?

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0-100km/h加速13秒開外的老捷達

提到渦輪增壓發動機,它留給大多數使用者的第一印象一定是動力強勁,這也是對於使用者來說最直觀的感受。畢竟如今的汽車消費者對於動力的需求遠高於十幾年前。要知道,當年只有92馬力、0-100km/h加速超過13秒的捷達,在很多“老司機”口中都是效能車一般的存在。但是如今,加速13秒的車簡直會被當做移動路障來看待!

提到渦輪增壓發動機,它留給大多數使用者的第一印象一定是動力強勁,這也是對於使用者來說最直觀的感受。畢竟如今的汽車消費者對於動力的需求遠高於十幾年前。要知道,當年只有92馬力、0-100km/h加速超過13秒的捷達,在很多“老司機”口中都是效能車一般的存在。但是如今,加速13秒的車簡直會被當做移動路障來看待!

此外,在日常使用的大部分情況下,車輛的轉速普遍不會超過3000轉。尤其是按照國內駕校的教法,似乎車輛轉速超過2000轉都是一種罪過!那在這種駕駛方式下,低轉速扭矩更強勁的渦輪增壓發動機,勢必會比自然吸氣發動機更能給人留下動力強勁的印象。

此外,在急加速超車時,渦輪增壓發動機爆發出來的瞬間扭矩也要強於自然吸氣發動機,也會給人動力更強、衝勁十足的感覺。探嶽配備了1。4T和2。0T兩種動力選擇。

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對於喜歡玩車的車迷來說,渦輪增壓發動機還有一個先天的優勢就是改裝潛力更大。對於傳統自然吸氣發動機來說,要想提升動力輸出,需要在發動機結構、進氣、噴油、排氣等諸多部位進行升級,最終換來的也只是零星的動力提升。

而對於渦輪增壓機來說,你只需透過簡單地刷寫ECU來提升渦輪壓力,就能獲得非常明顯的動力提升。例如在改裝圈非常知名的大眾高爾夫GTI,其搭載的2。0T EA888發動機原廠擁有220馬力(探嶽也是配備的這款發動機),在不改動任何硬體的情況下,只刷一階程式就能提升到300馬力,可謂是相當顯著了。

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渦輪增壓發動機,在日常使用時比同等動力水平的自然吸氣發動機油耗低,其中一個重要原因就在於,我們日常開車轉速通常不會超過2000轉,在這種低負載工況下,渦輪增壓器並不會參與太多的工作,此時由於基礎排量相對較小,因此噴油量和進氣量都會比自吸發動機更低。就相當於是一臺小排量自然吸氣發動機在工作,油耗自然就低了。

綜上所述,相信大家也都發現了,小排量渦輪增壓發動機,在日常低負載需要省油時,能提供更好的燃油經濟性。而在真正需要動力的急加速時,渦輪也能提供更強的爆發力,在兩個方面都比自然吸氣做得更好。

工信部測出的油耗低,對於企業的另外一個優勢就是,能夠在我國的咖啡法規(CAFC)中獲得更好的收益。因為咖啡法規中最關鍵的要求就是,企業生產的車輛要實現超低的油耗。如果企業不達標,就將面臨罰款、禁止新車申報、甚至是被強制停產退市的處罰。正因如此,小排量渦輪增壓車在油耗測試中的優勢會實打實的轉化成企業生存的關鍵。

如今渦輪增壓發動機能得以普及,另外一個重要的原因就是技術的不斷進步。首先是發動機材料,十幾年前的渦輪增壓機普遍使用鑄鐵缸體,主要是因為鑄鐵缸體的耐用性更好,能承受渦輪增壓發動機更高的缸內壓力以及高溫。

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如今隨著材料技術的進步,鋁合金缸體在強度上已經完全不輸鑄鐵了,並且材料成本也變得更低,可以普及到更多平民家用車上。這時,鋁合金在重量方面的優勢就體現了出來,不僅能保證輕量化,同時也可以承受高溫高壓了。並且得益於加工技術的不斷精密,如今的發動機也不容易出現早年間渦輪增壓發動機常見的燒機油、拉缸等問題了。

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早年間渦輪增壓發動機沒有得以普及,另外一個原因就是散熱技術不夠發達。由於渦輪增壓機的工作溫度更高,並且還有一個發燙的大渦輪放在機艙內,這就導致早期的渦輪增壓車普遍存在散熱問題,甚至一些老的寶來1。8T車主,在跑完高速停車後,需要原地怠速等渦輪冷卻。否則渦輪增壓器就會因為還處於高溫狀態,得不到緩慢冷卻而損壞。

如今的發動機散熱技術已經有了極大的進步,在更先進的水泵、水迴圈、機油散熱等系統的幫助下,渦輪增壓發動機的散熱問題早已解決,並且現在無論是自然吸氣還是渦輪增壓車,都擁有熄火冷卻功能,也就是車輛熄火後冷卻系統並不會立即停止工作,而是會繼續工作一段時間給發動機降溫。正因如此,無論是廠商還是玩家,都敢於在渦輪增壓機上更大膽的壓榨動力,也不用擔心散熱和可靠性的問題。探嶽配備的2。0T發動機可靠性更穩定。

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這也就導致當年的1。4T、2。0T發動機馬力普遍並不誇張。例如當年大眾高爾夫6使用的1。4T EA111發動機,最大功率只有131馬力,升功率甚至連100馬力都沒有!而大眾當時的EA888 2。0T發動機,同樣也只有200匹馬力,如今來看並不算高。

但隨著渦輪增壓發動機的普及,周邊配套的技術也開始逐漸完善。新的渦輪增壓發動機由於使用了當下電控可變氣門正時系統,甚至豐田、大眾的部分渦輪增壓發動機還加入了透過正時控制實現的米勒迴圈,再加上可以讓霧化效果更好、油氣混合更均勻的350bar高壓燃油直噴系統,最終為發動機的效率帶來了極大提升。現在的探嶽配備的發動機也是越來越先進。

目前的主流渦輪增壓發動機還使用了可變排量機油泵和電子節溫器技術。其中,可變排量機油泵可以讓發動機在低轉速下,透過減少機油泵出量,從而降低發動機的動力損失。而電子節溫器技術,則可以讓發動機在冷啟動時切換成小迴圈,快速提高冷卻液的溫度,從而使機油溫度隨之升高,並且粘度降低,減少發動機內部各個運動部件的摩擦損失。

此外,目前越來越多的渦輪增壓發動機都開始使用DLC缸壁塗層技術,減去了傳統的鑄鐵缸套,不僅讓發動機重量更輕,還能降低缸內摩擦阻力。

渦輪增壓發動機還有另外一個缺點就是渦輪遲滯問題,這就導致早年間開過渦輪增壓車的人總會表示,渦輪車開起來不舒服,動力釋放很突兀。但是隨著如今電氣化技術的加入,渦輪最後一塊短板也已經被補足。首先是渦輪本體上的改進,其中最具代表性的自然就是VGT可變截面渦輪技術了。

這項技術的原理是透過電機調整增壓器的葉片角度,從而讓渦輪增壓器在任何工況下都能提供最合理的增壓值,進而兼顧發動機在低轉速時的動力響應,以及高轉速時的功率輸出。

早期這項技術成本極高,只有保時捷911在用。但是隨著技術的不斷成熟,如今VGT已經不是太稀罕的技術了,甚至連最新的大眾1。5T EA211 Evo發動機也用上了可變截面渦輪,未來也會有越來越多的機器採用這個技術。

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另外一點就是我們國內曾經在2015年到2017年間推行的1。6L排量及以下車型購置稅減半的政策了。按照法規計算,車輛的購置稅=車價11。3。以一輛2。0L排量、20萬的車為例,它的購置稅應為17699元。而如果它在當時換上了一臺1。6T發動機,那麼購置稅就只需要8850元了。如今雖然已經沒有了小排量購置稅優惠政策,但是每年要繳納的車船使用稅依然是跟排量相關的,我們以大眾邁騰為例,2。0T的邁騰,每年車船使用稅為480元,而當年搭載3。0L V6發動機的車型,車船使用稅就要1920元,對於普通家用車來說,每年多花1500元的車船稅,是很多使用者無法忽視的。

正因如此,在國家推行購置稅減半政策的時期,有不少廠家都推出了針對市場政策的小排量發動機,很多自主品牌的1。4T、1。5T渦輪增壓發動機也是在那兩年得以發展的。購車時的成本更低,再加上前面提到的小排量渦輪增壓帶來日常使用上的動力和油耗優勢,便直接幫助渦輪增壓發動機迅速替代了傳統自然吸氣,成為了汽車內燃機最主流的選擇。探嶽也是配備了1。4T發動機和2。0T發動機。

內燃機發展到如今,已經進入了一個極為成熟穩定的階段,在電機高舉環保大旗的大舉入侵下,內燃機被政策淘汰也只是時間問題。對比之下,如今的渦輪增壓發動機顯然生命力要更加旺盛,即使面對來勢洶洶的電動車,也不會過於狼狽。正因如此,現在渦輪增壓才會取代自然吸氣,成為捍衛內燃機榮耀的最後一杆旗幟!

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