如今,在很多的车型上都会看到不同的标号,例如沃尔沃XC60有T4版本和T5版本,奥迪A4L分为35TFSI、40TFSI以及45TFSI。它们同为2.0T涡轮增压发动机,但是动力参数却不尽相同。为何相同排量的涡轮增压发动机却分为高、低两个功率版本呢?设计团队到底在发动机上做了哪些手脚呢?接下来,老司机告诉您答案。
高、低功率版本的只出现在涡轮增压发动机上
熟悉汽车的朋友应该会有所认知,高、低功率的区分,只是出现在涡轮增压发动机上,为何自然吸气发动机没有高、低功率之分呢?其实原因很简单,自然吸气发动机的进气量的调节比较线性,因此在发动机的燃烧效率以及动力输出都是比较线性的。换个角度考虑,自然吸气发动机的动力输出受到发动机缸体以及个部件的影响比较大。设计、生产和组装完的自然吸气发动机,动力的极限值也相对比较固定。因此自然吸气发动机上看不到有所谓的高、低功率之分。
但是相反,涡轮增压发动机的动力输出受到涡轮增压器的影响比较大,因此,涡轮的介入会使得涡轮增压发动机的进气压力变大,发动机的动力输出效率很高。因此涡轮增压发动机是非常有条件去设计动力不同的高、低功率之分的发动机。特别是发动机同排量涡轮增压发动机的增压极值不同,增压极值越高,发动机能够输出的功率就越高。所以同排量的涡轮增压发动机才可能出现不同高、低功率的两个版本。
设计团队到底做了哪些"手脚"
在了解完涡轮增压发动机可以设计出高、低两个功率版本发动机的原因之后,那么设计团队到底在发动机上做了哪些"手脚"使得同排量的涡轮增压发动机出现了高、低两个不同功率的发动机呢?具体原因有以下三个方面:
1.发动机动力输出与进气量的关系
上文中已经提到,发动机的动力与增压极值有关系,那么增压极值其实也可以理解成发动机的进气量。发动机的进气量越大,ECU需要调节的喷油量也会随之增加,来满足一个合理的空燃比范围。所以发动机的进气量越大,发动机的动力输出功率就越大。
举个例子说明一下,假设发动机的单气缸是一个固定容积的钢瓶(假设1L的容积),那么进入气缸内的空气最多只能是1L(针对自然吸气发动机)那么此时燃烧掉的燃油也只能匹配1L的空气量。但是,如果我们通过外在的设备将空气加压以后,如此以来,进入钢瓶内的空气量可能是1.5L或者2L,那么通过ECU调节以后的喷油量要相对比自然吸气的多一些,自然动力就会有差别。所以,只要涡轮增压器的能力不同,即便是相同排量的发动机,产生的动力也会不同。
2.对涡轮增压器的控制策略不同
各大车厂除了对涡轮增压器的设计不同以外,也可以通过对涡轮增压器不同的控制策略设计,来实现同排量高、低功率发动机之分。那么具体是如何控制涡轮增压器的工作呢?
涡轮增压器的组成中有一个非常关键的部件,它就是泄压阀。前些年的涡轮增压系统中的泄压阀是纯机械式的,利用进气歧管的真空度来实现对涡轮增压器压力的调节。发展至今,在大部分的涡轮增压发动机上,已经开始使用电子式的泄压阀。电子泄压阀的出现,使得涡轮增压系统的调节更加准确,更加具有主动性。
设计团队完全可以通过对ECU的不同设计,产生对泄压阀不同的控制形式。如此以来,相同排量的涡轮增压发动机,就可能实现峰值扭矩的不同,因此在相同排量的涡轮增压发动机上出现了高、低功率的现象。
3.高、低功率发动机的硬件配置不同
除了通过控制发动机涡轮增压系统的泄压阀以外,高、低功率发动机的硬件配置也是有很多的区别。这里举一个例子说明一下,宝马的N20发动机在高、低功率发动机上就存在十多处硬件配置的不同,两台发动机的活塞设计就完全不一样,为了实现不同的压缩比,在活塞头部的设计上有所不同。所以说,高、低功率发动机在个机件的设计上还是有一定的区别。
写在最后:上述是对相同排量发动机为何有高、低功率之分的原因加以说明。很多的低功率的发动机可以通过"刷电脑"来实现高功率版本的转变。但是小编真的不建议这样做,因为大部分的高、低功率版本的发动机在硬件配置上是有一定的不同,一旦刷成高功率版本,硬件如果不匹配,真到了发动机故障的时候那真的是为时已晚了。