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汽车扭矩(涡轮增压发动机)

随着汽车排放法规的日益严格,自吸发动机由于油耗较高、动力不足等缺陷,进而处于淘汰的边缘,涡轮增压发动机则动力强劲且油耗较低,逐渐进入大众的视野,现在各大车企纷纷淘汰了2.0L、2.4L、2.5L及以上排量自吸发动机,开始匹配1.4T、1.5T、1.6T、2.0T涡轮增压发动机,不知道大家有没有仔细观察?涡轮增压发动机最大扭矩转速是一个范围,比如大众1.4T发动机,其最大扭矩为250Nm/1750~3000rpm,而自吸发动机,最大扭矩转速则是一个定值,比如现代2.0L自吸发动机,其最大扭矩为193Nm/4500rpm,这究竟是什么原因呢?

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

涡轮增压发动机和自吸发动机工作原理

要想彻底搞清楚上述问题,需要从涡轮增压发动机、自吸发动机工作原理的角度出发。现在常用的涡轮增压发动机,乃是废气涡轮增压,涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

自吸发动机,它是利用外界大气压力,借助发动机进气过程中的真空度,将外界的空气压入发动机的内部,以供发动机做功使用。

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为何是一个范围?

涡轮增压发动机,其进气量的多少是由涡轮增压器的转速决定的,涡轮增压器的转速越高,其泵送空气的压力越大,从而可以使大量的空气进入发动机内部,但发动机内的空气不能无限增多,否则发动机会跑飞,造成发动机拉缸、异常磨损等异常现象。一般情况下,涡轮增压发动机,其进气端的最大压力为2.0bar左右。当发动机转速达到某一范围时,比如1500~4500rpm,涡轮增压器的工作性能可以调到最佳的状态,最大进气压力可达到2.0bar左右,发动机进气量达到最大值,其输出扭矩自然也会达到最大的值。发动机转速超过4500rpm后,其最大扭矩值为何会降低?

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

发动机转速Ne,扭矩Te,功率Pe满足下列条件:Te=9550*P/Ne,当发动机转速提升至4500rpm后,相比于转速的提升,发动机功率上升的速率下降,从而使发动机的扭矩有下降的趋势,所以,发动机转速在超过4500rpm时,其扭矩值会降低。

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

自吸发动机,最大扭矩为何是一个定值?

对于自吸发动机而言,它的工作原理比较简单,发动机扭矩随着转速的提升而在增加,当转速达到一定值时,功率上升的幅度下降,根据Te=9550*P/Ne这一公式,发动机的扭矩也会逐渐下降。

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

也就说,自吸发动机由于没有涡轮增压器这一特性,它的进气量随着发动机的转速值始终是线性变化的,在一定范围内,发动机转速越高,进气量越大,功率越高;转速越低,进气量越小,功率越小,所以,对于自吸发动机而言,Te、P、Ne会有一最优化值,达到某一转速时,发动机的扭矩可以达到最大值。

涡轮增压发动机,最大扭矩转速为什么是一范围?而不是具体的值?

综上所述,发动机最大扭矩值是由发动机的最大进气量决定的,对于涡轮增压发动机,当发动机转速达到1500~4500rpm时,涡轮增压器的最大进气量达到了最佳的状态,因此,发动机的扭矩达到了最大的值。

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