一個(gè)小小的渦輪，美國(guó)人都做了些什么？方向機(jī)
發(fā)布時(shí)間：2016-04-26瀏覽次數(shù)：1029
一個(gè)小小的http://whcre.com.cn渦輪，美國(guó)人都做了些什么？
提起大洋彼岸的美利堅(jiān)，也許很多人的認(rèn)識(shí)都停留在好萊塢大片上，熱情，豪爽，大大咧咧是我們對(duì)美國(guó)人的印象，而這個(gè)印象也折射在了美國(guó)的汽車上，的確，那些大塊頭的肌肉車很容易讓人聯(lián)想到那些大口吃著漢堡身軀壯碩的美國(guó)大漢。
但其實(shí)在美國(guó)，也不乏諸如喬布斯，馬斯克這樣對(duì)高科技有著“瘋狂”追求的極客，無(wú)論是實(shí)現(xiàn)海上回收的Space X還是風(fēng)靡全球的iphone手機(jī)，都無(wú)一例外的展示出美國(guó)人骨子里那份對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望。一直以來(lái)，美國(guó)人從來(lái)都不會(huì)拒絕各種“天馬行空”的先進(jìn)理念，并且十分愿意將這些先進(jìn)的理念在各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)踐。
在渦輪增壓發(fā)展的歷史中，少不了美國(guó)人的身影
上個(gè)世紀(jì)初，渦輪增壓的概念最早出現(xiàn)在了飛機(jī)上，當(dāng)時(shí)的飛機(jī)，在空氣稀薄的環(huán)境下飛行，需要通過(guò)壓入更多地空氣來(lái)保持動(dòng)力，于是渦輪增壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。直到后來(lái)的1955年，卡特彼勒通過(guò)和現(xiàn)在最著名的增壓器供應(yīng)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(chǎn)車型出現(xiàn)。1962年，美國(guó)的奧茲莫比爾Jetfire Rocket成為了裝備渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的代表車型，它搭載的這臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比達(dá)到了10.25比1，這在當(dāng)時(shí)引起了不小的轟動(dòng)。后來(lái)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(guó)人對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望，渦輪增壓開啟了車輪上的旅程。
而渦輪增壓技術(shù)的飛躍，要?dú)w功于賽車運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。憑借著對(duì)速度的不斷追求，渦輪增壓技術(shù)開始在賽車上普及，它可以讓引擎壓榨出更多的動(dòng)力，來(lái)讓動(dòng)力獲得更大的提升。隨著1968年，搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的STP-Paxton賽車獲得了著名的美國(guó)印地500（Indy500）賽事的冠軍，渦輪增壓的優(yōu)勢(shì)開始凸顯，也點(diǎn)燃了各個(gè)車隊(duì)對(duì)渦輪增壓研發(fā)的熱情，直到今天的F1比賽，渦輪增壓技術(shù)依然是賽車獲取更強(qiáng)動(dòng)力的主要來(lái)源。
，在鄰國(guó)日本，渦輪增壓也正在悄然興起。20世紀(jì)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(dāng)時(shí)以KCar為國(guó)民車的時(shí)代，開啟了日本渦輪增壓的發(fā)展，各大廠商也投入了研發(fā)力量。只是后來(lái)隨著日本法規(guī)對(duì)民用車動(dòng)力的限制，渦輪增壓沒(méi)有了用武之地，只有在少數(shù)車型如GTR上有過(guò)搭載。一時(shí)間渦輪增壓技術(shù)在日本停滯不前，直到最近隨著本田的小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，日系才又重新回到了渦輪增壓大本營(yíng)。
渦輪增壓的“先天不足”阻礙了它的進(jìn)一步發(fā)展
雖然渦輪增壓技術(shù)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(xiàn)更加均衡的機(jī)器，所以渦輪增壓的那些“先天不足”便阻礙了它的繼續(xù)前進(jìn)。首先是爆震。在吸入了更多空氣后，缸內(nèi)的壓力會(huì)變大，汽油燃燒也更加劇烈，因此相比于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓更容易出現(xiàn)那些不規(guī)律的燃燒——爆震。對(duì)于一部高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，這不僅不利于發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件的運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，長(zhǎng)期以往還會(huì)對(duì)關(guān)鍵部件產(chǎn)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(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪葉片，然后由渦輪再帶動(dòng)壓氣機(jī)來(lái)壓入更多空氣。這個(gè)過(guò)程不可避免的會(huì)產(chǎn)生很長(zhǎng)的時(shí)間差，也大大影響了動(dòng)力輸出的線性。
再次是油耗。由于早年在渦輪的尺寸上沒(méi)有得到突破，因此廢氣要想驅(qū)動(dòng)那碩大的渦輪葉片就需要更高的轉(zhuǎn)速，這樣循環(huán)下去，渦輪增壓的油耗往往比自然吸氣更高。與此同時(shí)，為了保證強(qiáng)度，零部件的設(shè)計(jì)也比較保守，相當(dāng)于用更重的東西來(lái)獲取更強(qiáng)的動(dòng)力，毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。
最后是壽命。渦輪作為一個(gè)轉(zhuǎn)速高達(dá)上萬(wàn)轉(zhuǎn)的零件，一直以來(lái)都在高溫高壓高負(fù)荷的環(huán)境下工作，稍有不慎就會(huì)罷工，無(wú)法保證很長(zhǎng)的壽命，而缸內(nèi)壓力增大帶來(lái)的對(duì)缸壁，活塞，連桿以及曲軸等關(guān)鍵零件的沖擊也讓整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命大打折扣。與此同時(shí)，過(guò)高的壓力有可能讓機(jī)油竄入燃燒室，產(chǎn)生燒機(jī)油，積碳等一系列的問(wèn)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(jī)軸常常因缺少潤(rùn)滑而燒毀，導(dǎo)致試水失敗。而第二款雪佛蘭Corvair Monza也沒(méi)能夠完全克服這些缺點(diǎn)以喚起消費(fèi)者對(duì)渦輪增壓的熱情。
對(duì)于渦輪，美國(guó)人都做了什么？
時(shí)至今日，渦輪增壓技術(shù)可謂在民用車上遍地開花，尤其是小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上，渦輪增壓成為了更低的油耗、更強(qiáng)的動(dòng)力、更完美的駕駛感受的代名詞。同樣是渦輪增壓，在當(dāng)年雪佛蘭Corvair Monza車型上默默無(wú)聞，為何在如今邁銳寶XL上能夠大放異彩呢？讓我們一起來(lái)看看，這些年，美國(guó)人對(duì)渦輪做了什么？
直噴技術(shù)
直噴技術(shù)，就是燃油以細(xì)微滴狀的薄霧方式進(jìn)入缸內(nèi)，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，而且其傳播速度非常快，能加速油氣混合氣體的燃燒速度，同時(shí)優(yōu)化了點(diǎn)火提前角，在提高動(dòng)力的同時(shí)消除了爆震現(xiàn)象。
更小慣量的渦輪
為了最大程度解決渦輪增壓遲滯問(wèn)題，小尺寸渦輪應(yīng)運(yùn)而生。更小的質(zhì)量與尺寸，帶來(lái)了更小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也就意味著很少量的廢氣就可以驅(qū)動(dòng)。這也是邁銳寶XL這臺(tái)1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在1600轉(zhuǎn)附近就可以輸出90%的最大扭矩的原因，更低的渦輪介入轉(zhuǎn)速大大減輕了遲滯的感受，使得動(dòng)力的輸出更加連續(xù)。
輕量化材料的應(yīng)用
前面說(shuō)到，渦輪增壓對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)度有很高的要求，但是過(guò)于保守的設(shè)計(jì)又使渦輪增壓?jiǎn)适?yōu)勢(shì)。隨著工程師們對(duì)新材料研究的突破，終于在這兩者之間找到了一個(gè)平衡。例如，邁銳寶XL這臺(tái)1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)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(yōu)勢(shì)，而為了克服自身強(qiáng)度不足的問(wèn)題，在鋁中加入了許多合金材料。這樣以來(lái)，不僅保證了足夠的強(qiáng)度，而且還減輕了不少重量。而渦輪的材質(zhì)也進(jìn)行了改進(jìn)，讓其更加耐高溫，同時(shí)在惡劣的環(huán)境下也能保證自身的潤(rùn)滑。這些技術(shù)的成熟，讓渦輪增壓帶來(lái)了更低的油耗。
從渦輪增壓來(lái)看汽車的發(fā)展
汽車的發(fā)展雖然依賴于科技的進(jìn)步，但是更離不開先進(jìn)技術(shù)的普及投放。就像渦輪增壓技術(shù)一樣，從開始的“一意孤行”到如今的廣泛普及，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而又曲折的過(guò)程。翻開汽車發(fā)展的歷史，我們可以看到有很多先進(jìn)技術(shù)都經(jīng)歷了這個(gè)過(guò)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(lái)的進(jìn)步，這才是汽車發(fā)展的宗旨，而這一切都要?dú)w功于像雪佛蘭這樣對(duì)技術(shù)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(chuàng)新，才促使許多看似無(wú)法企及的高科技產(chǎn)物在民用車上普及開來(lái)，讓更多人為之受益。時(shí)代的變遷，帶不走精神的傳遞，科技的進(jìn)步，必將會(huì)改變我們的世界，讓我們一同來(lái)期待汽車更加精彩的未來(lái)。
無(wú)論柴油、汽油機(jī)，老美的渦輪種類是最齊全的，性能相比日德也是最穩(wěn)定的?？傮w來(lái)說(shuō)，渦輪技術(shù)到今天也不算是特別成熟的技術(shù)，諸如：材料、可靠性、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱這些問(wèn)題還是沒(méi)能完全解決。
小排量渦輪和混合動(dòng)力組合是趨勢(shì)
雖然渦輪看似數(shù)據(jù)更好，但是我更看好自吸的穩(wěn)定性與線性，擁有一臺(tái)動(dòng)力夠用的城市代步小車，再來(lái)一臺(tái)大排用于自駕游，接人待客我覺(jué)得是非常不錯(cuò)的主意，對(duì)于一線城市限牌，車庫(kù)難求來(lái)說(shuō)，可能就只有買增壓來(lái)兩全了。
提起大洋彼岸的美利堅(jiān)，也許很多人的認(rèn)識(shí)都停留在好萊塢大片上，熱情，豪爽，大大咧咧是我們對(duì)美國(guó)人的印象，而這個(gè)印象也折射在了美國(guó)的汽車上，的確，那些大塊頭的肌肉車很容易讓人聯(lián)想到那些大口吃著漢堡身軀壯碩的美國(guó)大漢。
但其實(shí)在美國(guó)，也不乏諸如喬布斯，馬斯克這樣對(duì)高科技有著“瘋狂”追求的極客，無(wú)論是實(shí)現(xiàn)海上回收的Space X還是風(fēng)靡全球的iphone手機(jī)，都無(wú)一例外的展示出美國(guó)人骨子里那份對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望。一直以來(lái)，美國(guó)人從來(lái)都不會(huì)拒絕各種“天馬行空”的先進(jìn)理念，并且十分愿意將這些先進(jìn)的理念在各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)踐。
在渦輪增壓發(fā)展的歷史中，少不了美國(guó)人的身影
上個(gè)世紀(jì)初，渦輪增壓的概念最早出現(xiàn)在了飛機(jī)上，當(dāng)時(shí)的飛機(jī)，在空氣稀薄的環(huán)境下飛行，需要通過(guò)壓入更多地空氣來(lái)保持動(dòng)力，于是渦輪增壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。直到后來(lái)的1955年，卡特彼勒通過(guò)和現(xiàn)在最著名的增壓器供應(yīng)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(chǎn)車型出現(xiàn)。1962年，美國(guó)的奧茲莫比爾Jetfire Rocket成為了裝備渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的代表車型，它搭載的這臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比達(dá)到了10.25比1，這在當(dāng)時(shí)引起了不小的轟動(dòng)。后來(lái)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(guó)人對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望，渦輪增壓開啟了車輪上的旅程。
而渦輪增壓技術(shù)的飛躍，要?dú)w功于賽車運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。憑借著對(duì)速度的不斷追求，渦輪增壓技術(shù)開始在賽車上普及，它可以讓引擎壓榨出更多的動(dòng)力，來(lái)讓動(dòng)力獲得更大的提升。隨著1968年，搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的STP-Paxton賽車獲得了著名的美國(guó)印地500（Indy500）賽事的冠軍，渦輪增壓的優(yōu)勢(shì)開始凸顯，也點(diǎn)燃了各個(gè)車隊(duì)對(duì)渦輪增壓研發(fā)的熱情，直到今天的F1比賽，渦輪增壓技術(shù)依然是賽車獲取更強(qiáng)動(dòng)力的主要來(lái)源。
，在鄰國(guó)日本，渦輪增壓也正在悄然興起。20世紀(jì)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(dāng)時(shí)以KCar為國(guó)民車的時(shí)代，開啟了日本渦輪增壓的發(fā)展，各大廠商也投入了研發(fā)力量。只是后來(lái)隨著日本法規(guī)對(duì)民用車動(dòng)力的限制，渦輪增壓沒(méi)有了用武之地，只有在少數(shù)車型如GTR上有過(guò)搭載。一時(shí)間渦輪增壓技術(shù)在日本停滯不前，直到最近隨著本田的小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，日系才又重新回到了渦輪增壓大本營(yíng)。
渦輪增壓的“先天不足”阻礙了它的進(jìn)一步發(fā)展
雖然渦輪增壓技術(shù)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(xiàn)更加均衡的機(jī)器，所以渦輪增壓的那些“先天不足”便阻礙了它的繼續(xù)前進(jìn)。首先是爆震。在吸入了更多空氣后，缸內(nèi)的壓力會(huì)變大，汽油燃燒也更加劇烈，因此相比于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓更容易出現(xiàn)那些不規(guī)律的燃燒——爆震。對(duì)于一部高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，這不僅不利于發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件的運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，長(zhǎng)期以往還會(huì)對(duì)關(guān)鍵部件產(chǎn)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(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪葉片，然后由渦輪再帶動(dòng)壓氣機(jī)來(lái)壓入更多空氣。這個(gè)過(guò)程不可避免的會(huì)產(chǎn)生很長(zhǎng)的時(shí)間差，也大大影響了動(dòng)力輸出的線性。
再次是油耗。由于早年在渦輪的尺寸上沒(méi)有得到突破，因此廢氣要想驅(qū)動(dòng)那碩大的渦輪葉片就需要更高的轉(zhuǎn)速，這樣循環(huán)下去，渦輪增壓的油耗往往比自然吸氣更高。與此同時(shí)，為了保證強(qiáng)度，零部件的設(shè)計(jì)也比較保守，相當(dāng)于用更重的東西來(lái)獲取更強(qiáng)的動(dòng)力，毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。
最后是壽命。渦輪作為一個(gè)轉(zhuǎn)速高達(dá)上萬(wàn)轉(zhuǎn)的零件，一直以來(lái)都在高溫高壓高負(fù)荷的環(huán)境下工作，稍有不慎就會(huì)罷工，無(wú)法保證很長(zhǎng)的壽命，而缸內(nèi)壓力增大帶來(lái)的對(duì)缸壁，活塞，連桿以及曲軸等關(guān)鍵零件的沖擊也讓整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命大打折扣。與此同時(shí)，過(guò)高的壓力有可能讓機(jī)油竄入燃燒室，產(chǎn)生燒機(jī)油，積碳等一系列的問(wèn)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(jī)軸常常因缺少潤(rùn)滑而燒毀，導(dǎo)致試水失敗。而第二款雪佛蘭Corvair Monza也沒(méi)能夠完全克服這些缺點(diǎn)以喚起消費(fèi)者對(duì)渦輪增壓的熱情。
對(duì)于渦輪，美國(guó)人都做了什么？
時(shí)至今日，渦輪增壓技術(shù)可謂在民用車上遍地開花，尤其是小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上，渦輪增壓成為了更低的油耗、更強(qiáng)的動(dòng)力、更完美的駕駛感受的代名詞。同樣是渦輪增壓，在當(dāng)年雪佛蘭Corvair Monza車型上默默無(wú)聞，為何在如今邁銳寶XL上能夠大放異彩呢？讓我們一起來(lái)看看，這些年，美國(guó)人對(duì)渦輪做了什么？
直噴技術(shù)
直噴技術(shù)，就是燃油以細(xì)微滴狀的薄霧方式進(jìn)入缸內(nèi)，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，而且其傳播速度非常快，能加速油氣混合氣體的燃燒速度，同時(shí)優(yōu)化了點(diǎn)火提前角，在提高動(dòng)力的同時(shí)消除了爆震現(xiàn)象。
更小慣量的渦輪
為了最大程度解決渦輪增壓遲滯問(wèn)題，小尺寸渦輪應(yīng)運(yùn)而生。更小的質(zhì)量與尺寸，帶來(lái)了更小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也就意味著很少量的廢氣就可以驅(qū)動(dòng)。這也是邁銳寶XL這臺(tái)1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在1600轉(zhuǎn)附近就可以輸出90%的最大扭矩的原因，更低的渦輪介入轉(zhuǎn)速大大減輕了遲滯的感受，使得動(dòng)力的輸出更加連續(xù)。
輕量化材料的應(yīng)用
前面說(shuō)到，渦輪增壓對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)度有很高的要求，但是過(guò)于保守的設(shè)計(jì)又使渦輪增壓?jiǎn)适?yōu)勢(shì)。隨著工程師們對(duì)新材料研究的突破，終于在這兩者之間找到了一個(gè)平衡。例如，邁銳寶XL這臺(tái)1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)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(yōu)勢(shì)，而為了克服自身強(qiáng)度不足的問(wèn)題，在鋁中加入了許多合金材料。這樣以來(lái)，不僅保證了足夠的強(qiáng)度，而且還減輕了不少重量。而渦輪的材質(zhì)也進(jìn)行了改進(jìn)，讓其更加耐高溫，同時(shí)在惡劣的環(huán)境下也能保證自身的潤(rùn)滑。這些技術(shù)的成熟，讓渦輪增壓帶來(lái)了更低的油耗。
從渦輪增壓來(lái)看汽車的發(fā)展
汽車的發(fā)展雖然依賴于科技的進(jìn)步，但是更離不開先進(jìn)技術(shù)的普及投放。就像渦輪增壓技術(shù)一樣，從開始的“一意孤行”到如今的廣泛普及，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而又曲折的過(guò)程。翻開汽車發(fā)展的歷史，我們可以看到有很多先進(jìn)技術(shù)都經(jīng)歷了這個(gè)過(guò)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(lái)的進(jìn)步，這才是汽車發(fā)展的宗旨，而這一切都要?dú)w功于像雪佛蘭這樣對(duì)技術(shù)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(chuàng)新，才促使許多看似無(wú)法企及的高科技產(chǎn)物在民用車上普及開來(lái)，讓更多人為之受益。時(shí)代的變遷，帶不走精神的傳遞，科技的進(jìn)步，必將會(huì)改變我們的世界，讓我們一同來(lái)期待汽車更加精彩的未來(lái)。
無(wú)論柴油、汽油機(jī)，老美的渦輪種類是最齊全的，性能相比日德也是最穩(wěn)定的?？傮w來(lái)說(shuō)，渦輪技術(shù)到今天也不算是特別成熟的技術(shù)，諸如：材料、可靠性、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱這些問(wèn)題還是沒(méi)能完全解決。
小排量渦輪和混合動(dòng)力組合是趨勢(shì)
雖然渦輪看似數(shù)據(jù)更好，但是我更看好自吸的穩(wěn)定性與線性，擁有一臺(tái)動(dòng)力夠用的城市代步小車，再來(lái)一臺(tái)大排用于自駕游，接人待客我覺(jué)得是非常不錯(cuò)的主意，對(duì)于一線城市限牌，車庫(kù)難求來(lái)說(shuō)，可能就只有買增壓來(lái)兩全了。
