请问一下,汽车的发动机带T的好还是带L的好?

假设L与T动力的汽车价格相同,T让消费者白捡了性能为什么不接受?L自然吸气发动机、T涡轮增压发动机,两种不同的进气方式在排量相同的前提下,其燃油消耗量是相同的,但是性能却差异非常大,参考以下两台发动机的动力参数。

发动机

某号称平顺的2.0L缸内直喷自然吸气发动机:最大功率113kw、峰值扭矩204N·m(4400转实现最大扭矩)。

某主打性能的2.0T缸内直喷涡轮增压发动机:最大功率205kw、峰值扭矩400N·m(2900-4600转最大扭矩)。

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两台发动机的排量是相同的,排量决定了发动机进气量,进气量以及燃烧后废气中的有氧含量同时决定了喷油量,那么在进气量相当的前提下两台机器的耗油量没有差别;那么在油耗相当的前提下性能的悬殊是巨大的,如果从参数还不能客观理解的话,我们来计算一组数据分析一下。

①:2.0L发动机在2000转时可输出约31.42kw功率(42.73匹马力),装备该发动机的车辆以120km/h巡航转速为3000转,需要功率约56.55kw(76.9匹马力)。

②:2.0T发动机在2000转时可输出约62.83kw功率(85.45匹马力),在同样的转速下输出功率2.0T几乎多出一倍,高功率输出则等于高车速,所以装备这台发动机的车同样以120km/h的时速巡航,其转速低于2000转。

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发动机输出功率等于【转速x扭矩÷常数】,扭矩和转速是此高彼低的关系,所以2.0T大扭矩发动机能够是低转速大扭矩的比例实现高速低转巡航驾驶;而转速越低发动机进气量越小,需要的喷油量也会小一些,即使空气被压缩后空气氧含量有所提升,理论上油耗确实会有细微的增加,但1000转以上的发动机转速差对油耗的影响会远远大于氧含量变化的影响。

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为什么涡轮增压发动机能以非常小的喷油量提升,而大幅提升性能呢?这就要聊一聊富氧燃烧了,燃油动力汽车使用的发动机有汽油机和柴油机两种,不过这一类型的发动机统称为内燃式热机;其作用为通过燃油燃烧产生的热能,以机械结构将热能转化为动能,能让热转动所以称之为热机。

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那么热也就成为动力的核心基础,不论是燃油、天然气、煤炭还其他可燃物,燃烧时均为能量物质与氧气的化学高温反应,反应的本质为可燃分子的剧烈动作,这一动作推动活塞、活塞带动连杆结构实现动能的转化,原理课参考下图,1图为加热后分子状态,2图为外燃机依靠分子运动的结构原理。

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分子运动状态决定了动力的强弱,那么有没有能让分子运转状态能“疯狂”一些的催化剂呢?答案一定是有的,这一物质就是氧气;不聊车先看人,人在高原空气稀薄的环境中喘不过气,因为单位体积重的氧分子比例减少,人缺氧则无力;而在平原地区氧含量为标准20.9%的状态下,人体得到了充分的氧气则会表现出强大的力量,这就是氧气对人体的作用,类似于能量,只是也不宜超过标准。

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但是发动机则不同,在常压下氧含量为20.9%,以汽油为例其火焰温度理论值为1200摄氏度,可理解为分子运动的疯狂程度只能使其达到这一标准;而把氧气的含量适当提高,每提高1摄氏度则火焰温度提高近百摄氏度,也就是氧气成为了燃油的兴奋剂使其“更疯狂”的运动,这种运动状态推动活塞产生转化的动力则会更强。

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涡轮增压器利用发动机排气中产生的高压力废气驱动涡轮旋转,涡轮带动进气系统中的叶轮旋转,空气在数万转的叶轮转速下会被压缩,也就是大体积的空气变成了小体积,那么单位体积中的空气氧含量则会超过20.9%;于是涡轮增压发动机气缸内燃油得到的“兴奋剂”氧气增加,分子以更加剧烈的状态运动,最终动力会变强太多。

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利用发动机废气驱动涡轮属于“废物利用”,不会为发动机增压多余的消耗则油耗可控,喷油量在氧含量的变化中适当提升一点点,这一比例相当于让2.0T成为了2.1~2.2L;然而涡轮增压机通过氧含量的变化实现的性能,其标准至少在【2.0T·L4≈3.5L·V6】的标准甚至更高,想要以自然吸气发动机获得2.0T的性能需要大大提升排量,而大排量当然会更费油;同样的排量性能时一天一地,以细微的油耗提升为代价获得如此大的性能提升,这不跟白捡的一样吗?

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说明:上文所述2.0T增压机其最大扭矩转速在2900转出现,这并不等于2900转涡轮增压器才开始运转,而是从900转到2900转之间,增压器的转速线性的提升以实现增压压力的线性提升,增压器是全时运转的,所以涡轮增压发动机在启动后就要比同排量自然吸气理想的多,自吸发动机性能羸弱、油耗不理想,必然会被淘汰。

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