渦輪增壓發動機的壽命是否短于自然吸氣發動機?

2022-12-12 09:35:13 作者:蔡金盛
渦輪增壓發動機的使用壽命是否比自然吸氣發動機短,故障率是否會更高?

類似的問題,在不同的階段會有不同的答案。在尾氣渦輪增壓技術普及的初期,“T動力”車的保養成本確實比自然吸氣車要高。

由于材料科學的技術更新速度,增壓器使用的材料和散熱系統無法保證其使用壽命;由于增壓器的渦輪需要以每分鐘數萬轉的高速運轉,其產生的超高溫會加速材料的金屬疲勞(損壞),所以增壓器總成的使用壽命往往在10萬公里以上。

增壓的概念是壓縮進入發動機燃燒的空氣體積,將大體積的空氣壓縮成小體積。增壓的本質是縮小空氣中分子間的間隙,是一種“小體積高密度”(增加氧分子含量)的狀態。

氧氣是燃料油(碳氫化合物)的催化氣體。其濃度越高,燃燒產生的熱能(功率)越大,燃燒火焰溫度越高。

所以車身材料承受的溫度也被夸大了,早期不成熟的增壓器在高溫下會出現一些問題,比如燒油或者磨損比較早。

圖1:增壓器工作時的空氣壓縮狀態

圖2:空氣壓縮的概念(結果)

圖3:不同氧氣濃度和等量燃料燃燒產生的火焰溫度

渦輪增壓發動機的問題集中在材料和溫度上,解決問題只需要從這兩方面入手。

作為一個非物質從業者,我們能做的就是“從結果中推斷”:早期上萬轉的渦輪增壓器,造成了使用壽命短,機體磨損不可控的問題。而如今的渦輪,在10萬轉以上的超高壓力下,可以保證渦輪增壓器總成的使用壽命與整車相同。

同時,還有極少數增壓器仍然存在燒機油的問題。絕大多數優秀的自主品牌和美系車都有不錯的表現,部分品牌的歐系車還存在燒機油的問題。原因是這些機器過于追求性能,使用了效率高的增壓器,也就是所謂的“萬事兩難”。

知識點一:渦輪增壓技術是否足夠先進,最有說服力的參考不是普通的家用代步車,而是里程巨大的商用面包車。

這些車裝備的柴油發動機,99.99%將采用“廢氣渦輪增壓技術”。那么,對于那些里程永遠以百萬公里計算的面包車來說,他們的增壓器的使用壽命夠長嗎?排量超過“10l”的3354壓燃式超高溫柴油機沒有問題。主流“2.0t”點火汽油發動機有哪些顧慮?

知識點:渦輪增壓器不是“超高速研磨渦輪”。運行時,它們需要油潤滑,產生的高溫會被防凍冷卻液和油潤滑。當然,有些渦輪增壓器只是為了減少機油損失,才使用冷卻液來實現溫度控制。

這樣就能保證金屬鑄件處于合理的溫度范圍,材料強度始終處于良好的狀態,磨損自然也能得到理想的控制。其次,發動機的電控系統會有“延時散熱功能”,長時間行駛后會直接關閉發動機,電子風扇和冷卻液會持續流動,直到溫度降到合理范圍。

綜上所述,隨著材料、機油、防凍冷卻液、制造工藝的同步進步,渦輪增壓器技術已經達到了非常理想的使用壽命,由于使用半合成或全合成機油,保養費用充其量會略有增加。

但合成機油(含機濾)每10000公里可更換一次機濾,而普通na車型使用的半合成或礦物油的機濾每5000公里才更換一次,所以實際費用更高。然后,增壓技術可以實現低速大功率輸出(省油),不考慮油耗的情況下,你可以在整個速度范圍內感受到理想的駕駛體驗。選擇這個有什么障礙

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