為什么柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比汽油的更有勁兒
為什么同一個(gè)時(shí)代,比如2010年,(大部分)汽油機(jī)還是自然吸氣,而柴油機(jī)都是渦輪增壓?很簡(jiǎn)單,就是因?yàn)橥瑯邮亲匀晃鼩獾牟裼蜋C(jī)的動(dòng)力輸出其實(shí)比汽油機(jī)弱!我相信這是對(duì)很多人的一個(gè)很大的顛覆的認(rèn)知,但卻是事實(shí)。如果2.0升排量的高級(jí)汽油自吸發(fā)動(dòng)機(jī)最高能輸出200NM,那么自吸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)是160-170NM。考慮到柴油機(jī)因?yàn)槿紵绞?因?yàn)閴嚎s燃燒在相同進(jìn)氣壓力下峰值壓力更高)必須做得比汽油機(jī)更強(qiáng),這就導(dǎo)致柴油機(jī)的比功率(單位質(zhì)量能輸出多少扭矩/功率)非常低,自然導(dǎo)致柴油機(jī)比汽油機(jī)更迫切需要使用渦輪增壓技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)動(dòng)力的不足!其實(shí)基本上從90年代末到2000年初,歐洲所有的柴油車都是渦輪增壓,這個(gè)事件(全渦輪增壓)從2010年開始在全球范圍內(nèi)對(duì)汽油機(jī)發(fā)生。
所以消費(fèi)者表面上看柴油機(jī)比汽油機(jī)強(qiáng)是沒問(wèn)題的,但這很正常!因?yàn)閷?duì)比的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都是增壓的!柴油發(fā)動(dòng)機(jī)較早大面積增壓,正是因?yàn)樗谕葪l件下(自吸)的輸出扭矩低(考慮到它在同等排量下更重,比扭矩(單位質(zhì)量輸出扭矩)更低)。所以,事實(shí)可能和你看到的表面現(xiàn)象正好相反。
那么最后,最重要的問(wèn)題來(lái)了。為什么同等條件下柴油機(jī)的輸出扭矩比汽油機(jī)低?
回顧我之前《發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速為什么會(huì)出現(xiàn)一個(gè)范圍?而有的則是一個(gè)定值?》的說(shuō)法,發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量乘以單位進(jìn)氣量的噴油量再乘以發(fā)動(dòng)機(jī)的熱轉(zhuǎn)換效率。顯然,就進(jìn)氣量而言,滿負(fù)荷自吸的汽油機(jī)和柴油機(jī)并沒有太大區(qū)別。眾所周知,柴油機(jī)的效率很高。一般現(xiàn)代柴油機(jī)最大效率能達(dá)到40-41%,而汽油機(jī)只有36-37%(不算阿特金森或EGR,也不算豐田2.5自吸的41%,但這41%也不在最大負(fù)荷工況)。所以理論上柴油機(jī)的扭矩應(yīng)該比汽油機(jī)大10%左右。問(wèn)題在于單位進(jìn)氣量的噴油量,這也是由于燃燒方式的限制(柴油機(jī)擴(kuò)散燃燒vs .汽油機(jī)火焰?zhèn)鞑?。柴油機(jī)比汽油機(jī)每單位空氣少噴射25%的燃油,導(dǎo)致相同排量的柴油機(jī)最終最大扭矩比汽油機(jī)低15%左右。如果2.0升汽油機(jī)的最大扭矩是200NM,相差15%正好是170NM。
說(shuō)了這么多,希望大家基本都明白柴油機(jī)的扭矩是大是小。下期繼續(xù)講后兩個(gè)問(wèn)題。為什么柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高?真的是因?yàn)閴嚎s比高嗎?還有為什么柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速比汽油機(jī)低?(這就造成了同樣排量的柴油機(jī)馬力比汽油機(jī)小)
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