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本田的1.5涡轮增压跟2.0的混合动力哪个好?

涡轮增压和混合动力究竟孰优孰劣呢?让我们先来简单了解一下二者的主要工作原理:

涡轮增压技术原理其实并不复杂,也不是这些年才有的新技术,早在上世纪70年代就有了大规模的应用。我们知道,发动机工作其实简单说来就是将流进(或喷进)气缸的汽油点燃(或压燃),其燃烧产生大量气体膨胀以推动活塞运动,现在的四冲程发动机在做功冲程过后,气缸内燃烧后产生的废气依然是高温高压的,自然吸气发动机就直接将这部分带有能量的高温高压废气排出车外了,这就造成了能量的浪费。而涡轮增压就是在排出废气的管道上加装一个涡轮,让发动机排气管出来的高压废气推动涡轮旋转,这样以利用完废气最后一点能量。

涡轮的旋转又有什么作用呢?这又要从发动机的空气进气说起。普通发动机的燃烧的空气靠的都是进气管内自然吸入的空气,发动机的燃油喷射可以非常精确可控,但是对于空气的进入量却无法控制的非常精确,自然吸气发动机的做法是:根据发动机的进入的空气量决定喷射的燃油量,这个比例叫做空燃比,最佳空燃比为14.7,就是说喷射1克燃油配合14.7克空气燃烧能达到最佳状态。空气进入量是由发动机转速、车速等因素决定,而燃油喷射又由空气决定,所以这样就共同影响了汽车的动力特性。

涡轮增压的做法就是通过排气管的高压废气推动涡轮旋转,涡轮的另一端则在进气管通过旋转吸入更多的空气,有了更多的空气就可以喷射更多的燃油,自然可以释放出更大的动力。所以,同样排量的涡轮增压发动机可以比自然吸气发动机爆发出大得多的动力,当然油耗也会有一定的上升,毕竟燃油喷射得多了。但是由于可以采用小排量的发动机显著降低发动机重量,并且在特定工况空燃比更合理,使得同样动力(功率)的涡轮增压和自然吸气相比,油耗更低。

如上图所示,左边是某款1.6L自然吸气发动机,右边是某款1.4T涡轮增压发动机,显然排量更小的涡轮增压发动机功率更大,而扭矩方面的差异就更明显了。一句话说来就是同样排量的发动机,涡轮增压动力更强,油耗更高。而同样动力的发动机,涡轮增压排量更小,油耗更低。举个例子说明就是1.8L,1.8T和2.4L三款发动机,1.8L和1.8T排量一样,后者动力更强,油耗稍高,而1.8T和2.4L二者动力相近,但是前者排量更小,油耗更低,三者动力关系为1.8L﹤1.8T≈2.4L,而三者油耗关系为1.8L﹤1.8T﹤2.4L。相同动力下,涡轮增压降低油耗显著。但是涡轮增压也有其弊端:由于涡轮增压发动机需要常处于高压的状态下工作,这对发动机的缸体材料以及制造工艺、装配工艺要求更高。对发动机的维修保养要求也更高,保养不当,发动机的寿命会大大降低,所以涡轮增压发动机对油品质量、机油种类、工作环境要求均高于自然吸气发动机。

其实日本企业并不是没有涡轮增压技术,早在上世界80年代,本田丰田就曾大规模使用过涡轮增压发动机。曾经擅长涡轮增压技术的日系品牌为什么后来又放弃使用涡轮增压了我们不得而知,但是现在的情况是,不仅仅是大众,现在包括奔驰、宝马、通用、福特、标致雪铁龙以及现代起亚等集团都在大力推广使用涡轮增压,作为拥有一半法系血统的日产也终于在2011年推出了1.6T发动机,直至现在,丰田汽车国内生产的涡轮增压也仅有2.0T一款,而本田的涡轮增压发动机投产依然在计划中。日系品牌的固执也使其错过了中国汽车市场发展最快的几年,也由于同期的一些政治原因使其市场占有率跌落至德系之后,那么现在日系品牌意欲卷土重来,主打技术仍然不是涡轮增压,那么让日系品牌选择“一条路走到黑”的混合动力又究竟是什么黑科技呢?

我们知道,日本这个岛国由于其资源匮乏使得其思维定势与同样以制造业著称的德国大不相同,产品的稳定性与耐用性是其考虑的重点。在美国每年的汽车可靠性排行上面,两田的产品总是处于最可靠产品的前列。日系厂商认为目前的自然吸气发动机足够可靠、稳定和耐用,而不管是高端车型需要的强大动力,还是普通车型需要的经济实惠,都可以在保证可靠性的基础上,通过混合动力实现,高端车型比如雷克萨斯的LS600h,讴歌的RLX;普通车型比如本田的Fit Hybrid,丰田的卡罗拉双擎版。所以比起涡轮增压,两田更钟爱混合动力。

混合动力的原理也一样比较好理解。混合动力按不同的观点可分为不同的类别,但是总结为一句话就是,利用电动机的良好的转矩特性来弥补内燃机的先天不足。如下图所示:

左边是某款1.6L自然吸气发动机,右边是某款电动机。可以看到,内燃机在低转速的情况下扭矩并不能达到最佳状态,而电动机的优势就是低速情况下拥有良好的恒转矩特性,二者结合刚好满足了自然吸气发动机低转速情况下的动力需求。另外,由于自然吸气发动机空气是依靠发动机排气后气缸内与外界的气压差将空气吸进发动机的,发动机低速运转的情况下充气效率并不高,而前文提到,供油量是根据进入的空气量计算的,所以供油量也同样较低,但是汽车在启动的时候恰恰是需要较大的扭矩的时候,此时为了让汽车顺利启动,发动机只好往只有有限空气的气缸内尽量多喷射汽油让其燃烧,以充分利用空气,牺牲经济性来保证动力性,这也是为什么大家会发现在起步阶段往往瞬时油耗是最高的。而电动机的作用就在此时显现了。在低转速时,通过电动机启动汽车,在高速巡航时,只用发动机工作,在爬坡或急加速时,通过二者共同作用以满足动力性的要求,这样既满足动力性,又满足经济性,而电池的充电仅通过发动机的富余动力即可,不需额外插电(当然,插电式混合动力则可以把电池做的更大),另外还可以回收制动时的能量,进一步降低油耗。

上面说了这么多混合动力的好处,其弊端也同样明显:首先就是多了一套电机系统,成本更高;其次是技术上面的困难,要实时控制两套动力系统,在保证行驶质感和动力切换的平顺性的基础上,其复杂程度不言而喻。

目前看来,涡轮增压占据压倒性优势,不仅仅是前文提到的一众合资品牌均引入了自己的涡轮增压发动机,中国品牌例如长城、比亚迪、吉利和奇瑞等等也都推出了自己的涡轮增压产品。而国内消费者目前也非常偏爱涡轮增压发动机,仿佛没有涡轮增压都不能叫技术先进一样,这点从消费者对待本田的earth-dream地球梦系列发动机的态度就可以看出来,而混合动力则更不受国内消费者待见,一方面是由于国内可选择的产品不够丰富,不像两田在其他市场的密集投放一样,国内消费者很长一段时间都接触不到合适的混合动力产品,价格亲民的卡罗拉和雷凌的混合动力版本面世也仅仅是几个月前的事。

另一方面是由于关键零部件没有国产,成本高居不下,让消费者选择接受造型特别的普锐斯或者花普通版的3倍价格去购买一台思域hybrid?这确实都需要勇气。而高端混合动力产品如雷克萨斯LS600h、奔驰S400hybrid、保时捷卡宴E-Hybrid又不是普通消费者能承受得起的,对于车企来说,那也更多是形象工程。如今,国家对汽车油耗的要求越来越高,根据工信部发布的新修订的《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》。第四阶段国家强制性标准将每年设置油耗达标值,直至到2020乘用车平均油耗降至5.0升/100公里。这是所有车企都将面临的一次大考,究竟哪条路才能让车企顺利过关呢?我们拭目以待!

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