涡轮增压发动机与自然进气发动机的扭矩输出特性区别

涡轮增压发动机与自然进气发动机的扭矩输出特性区别

我想这个问题很多人都能说出答案。不过，我想用一篇更系统的文章来解释清楚，涡轮增压发动机相对于自然吸气发动机有哪些优缺点，涡轮迟滞的精确定义，以及为什么涡轮增压发动机功率高低，有高低之分。日常驾驶没有什么区别，甚至低功率也能更顺畅。

首先是涡轮增压发动机和自然吸气发动机扭矩输出特性的差异。我们听过一种说法“自然吸气发动机低扭矩更好”，但我们也听到另一种说法“涡轮增压发动机可以达到最大扭矩”，还有一种说法“自然吸气发动机只有一个峰值扭矩”。涡轮增压发动机的扭矩是在一个范围内的，所以涡轮发动机更先进。”谁对谁错？

自然吸气发动机只是依靠活塞向下运动产生的负压来吸入空气（类似于我们的呼吸），所以整个进气效率只与进气系统的填充效率有关。

涡轮增压发动机有一个涡轮增压器，可将空气“推”入燃烧室（类似于我们给轮胎充气的方式）。进气量受进气口设计、涡轮增压器本体以及增压值控制的影响。装置（扭矩源）等

1.5T VS 2.0NA。请忽略我的灵魂映射技能，只了解要点......

涡轮机需要一定量的废气来驱动压缩机产生压缩空气，因此“压力启动”速度不会从零开始。在没有涡轮介入之前，可以算是一台自然吸气发动机。扭矩主要来自于其基本排量，然后涡轮开始输出正压，扭矩迅速增加。

由于自吸发动机没有外部辅助，自始至终都是以基本排量运行，所以在绿圈之前（大约），扭矩始终大于涡轮发动机。过去就是我们常说的“低扭矩范围”。确实，自然吸气发动机有优势。

一旦越过绿圈，涡轮增压发动机在增压器的帮助下，扭矩迅速超越自吸发动机，并保持稳定的扭矩直至断电。

为什么会有扭矩平原？这是先进技术的体现吗？

首先，自然吸气发动机的最大扭矩虽然只是一个点，但是可以看到整体扭矩曲线非常平坦，没有出现扭矩突然增大的情况。涡轮增压发动机的扭矩平原在“压力积聚”一段时间后出现。

扭矩滑动是通过增压值控制装置来实现的，该装置通过打开和关闭涡轮排气侧旁通阀来调节涡轮转速，从而控制发动机的进气量，以达到扭矩滑动的效果。如果不控制涡轮旁通阀，虚拟发动机扭矩曲线将如下图所示。灰色阴影区域是升压值控制装置的“结果”。

扭矩平原主要有以下好处：一是在这个范围内，汽车以近乎匀速的加速状态加速（忽略行驶阻力的增量），乘客感觉舒适；其次，防止发动机输出过大的扭矩而造成损坏。变速箱；第三，保护涡轮增压器。

有些人看到涡轮增压曲线时，将扭矩爬升阶段的前半段视为“涡轮迟滞”。事实上，这是错误的。因为这条扭矩曲线是涡轮增压发动机在满载情况下“拉”出来的。涡轮迟滞的定义是“响应迟滞”，即从“20%负载”到“100%负载”的犹豫时间。也就是下图中黑色箭头所指的过渡区所经历的时间。

一般来说，涡轮增压发动机从低负荷到满负荷的响应时间在0.5至1.x秒之间，具体取决于发动机转速、发动机排量、涡轮尺寸、进排气系统设计等。

您看到的所有“管道”，以及涡轮和中冷器，都是涡轮迟滞的根源。

涡轮迟滞的主要来源（括号内有相应的解决办法）： 1、废气流量需要积累（双涡流、可变几何涡轮、VVT改善低扭矩）； 2、涡轮叶轮本身具有惯性（叶轮轻量化，减少旋转阻力）； 3.想象一下用一根三米长的吸管来喝水。压缩空气必须先充满进气管，然后才能进入发动机（缩短并拉直进气管，细进气管，小中冷器）。

每升功率较高的涡轮发动机（如200马力的奥迪S3和奔驰A 45 AMG）需要更大的涡轮和更大的中冷器，所以涡轮迟滞自然会更明显。因此，涡轮增压发动机的功率越高，驾驶性能就越差。当然，这是控制其他变量后得出的结论。如果说宝马2.0T高功率行驶比哈弗2.0T低功率差，那是夸张了。

相应地，自吸式发动机不需要涡轮增压系统的增压过程，因此几乎没有滞后。从低负载到满负载，响应时间约为0.2至0.4秒。

有没有响应性能更好的涡轮增压发动机？是的，几乎全宝马系列，几乎全本田系列，丰田1.2T、江淮1.5T、奇瑞1.5T等都非常不错。

高低功如何选择？

自吸发动机时代，小功率小排量就是高功率大排量。因此，大功率发动机的扭矩曲线各方面都高于小功率发动机，因此大功率发动机的驱动性能完全可以击败小功率发动机。

但在涡轮时代，高功率需要更大的涡轮，因此涡轮压力建立较晚，涡轮滞后更严重。因此，与高功率相比，低功率并非毫无用处。至少在市区停车和行驶时，低扭矩和发动机响应能力方面，低功率并不比高功率差，体验甚至更好。

大排量推小涡轮 vs 小排量推大涡轮

前者的加电数据可能不太漂亮，但发动机的扭矩曲线和响应能力更接近自吸发动机，例如宝马的3.0T、马自达的2.5T以及几款BBA V12涡轮发动机。后者可以产生强大的上电参数，以相对紧凑的体积实现较高的输出，功率密度较高，但驱动性能一般。典型例子是各种2.0T高性能发动机。

两条路并没有说哪一条较高，哪一条较低。只是设计目标和性能指标要求不同，导致最终的解决方案不同。

不过说了这么多，最后的结论是，自吸发动机的驱动性能确实比涡轮发动机要好。不过，要想在压榨动力的同时控制油耗，还需要更多的“黑科技”。自吸引擎就像库里这样的小个子球员，起步快、灵活，但缺乏爆发力；而涡轮增压发动机就像这样的玩家，移动速度不快，但冲上去却挡不住任何人。

每个人都想打控卫而不是强力中锋。