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        問題解答
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        一個小小的渦輪,美國人都做了些什么?方向機
        發布時間:2021-05-22 13:47:40瀏覽次數:
         一個小小的http://www.liammeade.com渦輪,美國人都做了些什么?

        提起大洋彼岸的美利堅,也許很多人的認識都停留在好萊塢大片上,熱情,豪爽,大大咧咧是我們對美國人的印象,而這個印象也折射在了美國的汽車上,的確,那些大塊頭的肌肉車很容易讓人聯想到那些大口吃著漢堡身軀壯碩的美國大漢。

        但其實在美國,也不乏諸如喬布斯,馬斯克這樣對高科技有著“瘋狂”追求的極客,無論是實現海上回收的Space X還是風靡全球的iphone手機,都無一例外的展示出美國人骨子里那份對先進技術的渴望。一直以來,美國人從來都不會拒絕各種“天馬行空”的先進理念,并且十分愿意將這些先進的理念在各個領域中實踐。

        渦輪增壓發展的歷史中,少不了美國人的身影

        上個世紀初,渦輪增壓的概念最早出現在了飛機上,當時的飛機,在空氣稀薄的環境下飛行,需要通過壓入更多地空氣來保持動力,于是渦輪增壓技術應運而生。直到后來的1955年,卡特彼勒通過和現在最著名的增壓器供應商Garrett合作,研制成功T15渦輪增壓器促使第一款渦輪增壓量產車型出現。1962年,美國的奧茲莫比爾Jetfire Rocket成為了裝備渦輪增壓發動機的代表車型,它搭載的這臺V8發動機的壓縮比達到了10.25比1,這在當時引起了不小的轟動。后來雪佛蘭的Corvair Monza成為了第二款采用渦輪增壓的車型。就這樣,秉承著美國人對先進技術的渴望,渦輪增壓開啟了車輪上的旅程。

        而渦輪增壓技術的飛躍,要歸功于賽車運動的發展。憑借著對速度的不斷追求,渦輪增壓技術開始在賽車上普及,它可以讓引擎壓榨出更多的動力,來讓動力獲得更大的提升。隨著1968年,搭載渦輪增壓發動機的STP-Paxton賽車獲得了著名的美國印地500(Indy500)賽事的冠軍,渦輪增壓的優勢開始凸顯,也點燃了各個車隊對渦輪增壓研發的熱情,直到今天的F1比賽,渦輪增壓技術依然是賽車獲取更強動力的主要來源。

        ,在鄰國日本,渦輪增壓也正在悄然興起。20世紀90年代,一些年輕人為了追求更高的速度,在街頭賽車中加裝了渦輪增壓裝置,這在當時以KCar為國民車的時代,開啟了日本渦輪增壓的發展,各大廠商也投入了研發力量。只是后來隨著日本法規對民用車動力的限制,渦輪增壓沒有了用武之地,只有在少數車型如GTR上有過搭載。一時間渦輪增壓技術在日本停滯不前,直到最近隨著本田的小排量渦輪增壓發動機的出現,日系才又重新回到了渦輪增壓大本營。

        渦輪增壓的“先天不足”阻礙了它的進一步發展

        雖然渦輪增壓技術在賽車上大放光彩,但是其在民用車上的使用,可謂“一波三折”,由于民用汽車上需要一部表現更加均衡的機器,所以渦輪增壓的那些“先天不足”便阻礙了它的繼續前進。首先是爆震。在吸入了更多空氣后,缸內的壓力會變大,汽油燃燒也更加劇烈,因此相比于自然吸氣發動機,渦輪增壓更容易出現那些不規律的燃燒——爆震。對于一部高速運轉的機器,這不僅不利于發動機各個零部件的運轉平衡,長期以往還會對關鍵部件產生疲勞損傷。

        其次是遲滯。眾所周知,通常渦輪增壓是靠排出的廢氣來驅動渦輪葉片,然后由渦輪再帶動壓氣機來壓入更多空氣。這個過程不可避免的會產生很長的時間差,也大大影響了動力輸出的線性。

        再次是油耗。由于早年在渦輪的尺寸上沒有得到突破,因此廢氣要想驅動那碩大的渦輪葉片就需要更高的轉速,這樣循環下去,渦輪增壓的油耗往往比自然吸氣更高。與此同時,為了保證強度,零部件的設計也比較保守,相當于用更重的東西來獲取更強的動力,毫無優勢可言。

        最后是壽命。渦輪作為一個轉速高達上萬轉的零件,一直以來都在高溫高壓高負荷的環境下工作,稍有不慎就會罷工,無法保證很長的壽命,而缸內壓力增大帶來的對缸壁,活塞,連桿以及曲軸等關鍵零件的沖擊也讓整個發動機的壽命大打折扣。與此同時,過高的壓力有可能讓機油竄入燃燒室,產生燒機油,積碳等一系列的問題。

        正是由于這些“先天不足”,第一款使用渦輪增壓的奧茲莫比爾Jetfire Rocket的渦輪壓縮機軸常常因缺少潤滑而燒毀,導致試水失敗。而第二款雪佛蘭Corvair Monza也沒能夠完全克服這些缺點以喚起消費者對渦輪增壓的熱情。

        對于渦輪,美國人都做了什么?

        時至今日,渦輪增壓技術可謂在民用車上遍地開花,尤其是小排量發動機上,渦輪增壓成為了更低的油耗、更強的動力、更完美的駕駛感受的代名詞。同樣是渦輪增壓,在當年雪佛蘭Corvair Monza車型上默默無聞,為何在如今邁銳寶XL上能夠大放異彩呢?讓我們一起來看看,這些年,美國人對渦輪做了什么?

        直噴技術

        直噴技術,就是燃油以細微滴狀的薄霧方式進入缸內,不僅可以讓燃油迅速均勻的與空氣混合,減少了難以燃燒的稀薄氣體,而且其傳播速度非???,能加速油氣混合氣體的燃燒速度,同時優化了點火提前角,在提高動力的同時消除了爆震現象。
         

        更小慣量的渦輪

        為了最大程度解決渦輪增壓遲滯問題,小尺寸渦輪應運而生。更小的質量與尺寸,帶來了更小的轉動慣量,也就意味著很少量的廢氣就可以驅動。這也是邁銳寶XL這臺1.5T渦輪增壓發動機能夠在1600轉附近就可以輸出90%的最大扭矩的原因,更低的渦輪介入轉速大大減輕了遲滯的感受,使得動力的輸出更加連續。

        輕量化材料的應用
        前面說到,渦輪增壓對于發動機的強度有很高的要求,但是過于保守的設計又使渦輪增壓喪失優勢。隨著工程師們對新材料研究的突破,終于在這兩者之間找到了一個平衡。例如,邁銳寶XL這臺1.5T渦輪增壓發動機采用了全鋁的材料,鋁本身在輕量化與散熱方面有著先天的優勢,而為了克服自身強度不足的問題,在鋁中加入了許多合金材料。這樣以來,不僅保證了足夠的強度,而且還減輕了不少重量。而渦輪的材質也進行了改進,讓其更加耐高溫,同時在惡劣的環境下也能保證自身的潤滑。這些技術的成熟,讓渦輪增壓帶來了更低的油耗。
        從渦輪增壓來看汽車的發展

        汽車的發展雖然依賴于科技的進步,但是更離不開先進技術的普及投放。就像渦輪增壓技術一樣,從開始的“一意孤行”到如今的廣泛普及,經歷了一個漫長而又曲折的過程。翻開汽車發展的歷史,我們可以看到有很多先進技術都經歷了這個過程,最終走入了我們普通人的生活。讓更多人都能享受到科技帶來的進步,這才是汽車發展的宗旨,而這一切都要歸功于像雪佛蘭這樣對技術不斷追求,極力普及的那些汽車品牌,也正是由于他們的不斷嘗試,不斷創新,才促使許多看似無法企及的高科技產物在民用車上普及開來,讓更多人為之受益。時代的變遷,帶不走精神的傳遞,科技的進步,必將會改變我們的世界,讓我們一同來期待汽車更加精彩的未來。
         
        無論柴油、汽油機,老美的渦輪種類是最齊全的,性能相比日德也是最穩定的??傮w來說,渦輪技術到今天也不算是特別成熟的技術,諸如:材料、可靠性、發動機過熱這些問題還是沒能完全解決。

        小排量渦輪和混合動力組合是趨勢


        雖然渦輪看似數據更好,但是我更看好自吸的穩定性與線性,擁有一臺動力夠用的城市代步小車,再來一臺大排用于自駕游,接人待客我覺得是非常不錯的主意,對于一線城市限牌,車庫難求來說,可能就只有買增壓來兩全了。


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