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涡轮增压,可以提高热效率吗?

车界视角圈

27390 2024-04-23

涡轮增压不仅可以提升动力,也可以提升热效率。但这个好事仅限于柴油机,汽油机增压后只能提升动力,却无法提高热销率。

为什么会出现这样的情况呢?今天我们就用最直白的比喻来解释这个问题。

混合气燃烧前,压缩越厉害,热效率越高

为什么燃油在发动机里烧一下就能产生动力呢?根本原因就是燃烧时产生的高温使气体内能增加引起体积膨胀,然后推动活塞移动,动力就产生了。

在压缩冲程,气体压缩程度越高,气体分子之间的距离越小,越有利于提高热效率。

因为气体分子距离越小,燃烧时对气体加热的效率越高,燃油的热量就可以更多地转化成气体的热能。

而且气体分子间距离越小,膨胀时对外做功的效率也越高。因为气体膨胀的时候也是内部分子相互挤压着去推动活塞的。如果压缩不彻底,那么膨胀时就要先让气体分子之间挤压到位,然后才能共同去推动活塞。而压缩彻底的话气体膨胀时分子之间已经被压缩到极限了,就可以直接推动活塞,不仅效率高,而且速度也快,速度越快传递给发动机的热量就越少。

就好比戴着拳套打沙袋,拳套里的海绵会先被挤压,然后力量才能传递到沙袋。但是海绵如果已经被压得很紧密了,那么就可以有更多力量传递给沙袋了。

我们经常说的压缩比越高热效率越高,就是这个道理。

现在让我们回到开头的问题:为什么柴油机增压可以提高热效率,汽油机却不行?答案就是柴油机的工作方式决定了它可以肆意去压缩气体,而汽油机却不行。

因为柴油机是先压缩空气使其升温,需要燃烧时才把柴油喷入燃烧室内靠高温自行着火。所以只要发动机能承受住,喷油前压缩再剧烈也没问题,毕竟那只是空气,不会出现异常。而增压以后进入气缸的空气更多,就可以把空气压缩得更彻底,因此热效率就提高了。

但汽油机在压缩冲程活塞压缩的是可燃混合气,这家伙可不如纯空气稳定,压缩太剧烈的话它就会提前爆发,出现早燃、爆震。轻则导致发动机异常磨损,重则直接炸坏活塞连杆。所以汽油机增压以后都得降低压缩比,就是为了稳定住混合气的情绪,避免它提前爆发。甚至在猛踩油门的时候还得多喷一些油来给混合气降温,因此汽油机增压后热效率是无法提升的。

声明:本文由车市号作者撰写,仅代表个人观点,不代表网上车市。文中部分图片来源网络,感谢原作者。

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