渦輪增壓發動機乃是近十年才剛剛推出的新款發動機,渦輪增壓發動機兼顧動力和油耗兩個相悖的性能,匹配渦輪增壓發動機的車輛,不僅擁有強勁的加速能力,同時還具有非常優秀的油耗水平,所以,渦輪增壓發動機被很多車企所應用,尤其是德系車,渦輪增壓發動機幾乎成為了標配。但是,渦輪增壓發動機有一點讓車主非常不滿意,該發動機在起步時,應答性較慢,尤其是在城市堵車路況下,渦輪增壓發動機起步一衝一衝,整體駕駛感非常不好,其駕駛平順性有待改善。
渦輪增壓發動機,為什麼會存在加速延遲現象
渦輪增壓發動機,依靠渦輪來提升發動機的進氣量,而渦輪增壓器實際上是一空氣壓縮機,利用發動機排出的廢氣慣性衝力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪泵送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。在渦輪的作用下,發動機進氣量壓力可高達2bar,所以,渦輪增壓發動機,雖然排量小,但是進氣量非常多,導致車輛的加速能力瞬間提升。
渦輪增壓器在工作的時候,它是存在的渦輪延遲現象的,畢竟車輛在起步的時候,發動機轉速較低,發動機排氣量也會很低,渦輪對應的轉速也就較低,這種情況下,渦輪對發動機進氣量的增壓能力是非常小的,如果車主想要快速加速,渦輪增壓器必然需要快速提升進氣量,而渦輪增壓器由於慣性的作用,並不能迅速做出反應,畢竟渦輪增壓器也是存在阻尼的。也正是這種原因,所以,渦輪增壓發動機在急加速的時候,會存在渦輪遲滯現象。
發動機怠速時,渦輪增壓器為何不能介入?
很多車主可能會説,渦輪增壓發動機之所以起步延遲,其根本原因就發動機渦輪介入轉速較高造成的,畢竟發動機怠速700rpm行駛時,渦輪增壓器並不介入工作,能否對發動機進行調控,讓渦輪增壓器在怠速時就介入工作?答案是否定的。
渦輪增壓器只要介入工作,必然會產生負載,只有當渦輪增壓器對動力的增壓作用大於其本身的阻力時,它對發動機的扭矩增倍效果才是正向的。當發動機在怠速運轉時,發動機轉速較低,進氣量和排氣量也較低,如果再驅動渦輪增壓器,此時,渦輪增壓器不但不會增壓,反而會阻礙發動機正常運轉,這就是“渦輪負壓”現象。所以,發動機在怠速工況下,渦輪增壓器是不介入工作的。
如何有效提升渦輪增壓發動機的應答性?
為了提升渦輪增壓器的應答性,儘可能降低渦輪增壓器的遲滯現象,現在工程師們也是絞盡腦汁。首先,降低渦輪增壓器葉輪的尺寸,降低葉輪的慣性力及本身的阻力,進而降低發動機的渦輪介入轉速,渦輪增壓器葉輪的轉速也可以被快速提升,像現代1.4T發動機、大眾1.4T EA211系列發動機、豐田1.2T發動機,均採用了這種開發策略。此外,對於一些價格較貴的車輛,則加載了電子渦輪增壓器,該渦輪增壓器不依靠發動機尾氣驅動,而是通過電機驅動,這可以徹底解決渦輪增壓器低速加速延遲現象。
綜上所述,發動機在低速行駛時,排氣量相對較少,渦輪增壓器由於本身的慣性作用,很難被快速地改變轉速,所以,渦輪增壓發動機存在加速延遲現象;工程師們也正在通過縮小渦輪增壓器尺寸,減緩其阻力,甚至採用電子渦輪,以此提升發動機的整體應答性。