相信很多开涡轮增压车的朋友都体验过这样的场景:在城市高架或者高速公路上,需要急加速超车,一脚油门踩下去,最先听到的不是轮胎挠地的尖叫,而是发动机的嘶吼,车速却好像慢了半拍,动力总要迟疑那么一两秒才肯涌现出来。
这种油门踩下去、动力却没跟上的感觉,就是大家常说的“涡轮迟滞”。
长久以来,人们对这个现象争论不休,有的人认为这是涡轮增压技术无法克服的硬伤,是天生的缺陷;也有人反驳说,现在的技术已经很先进了,感觉迟滞是因为驾驶者的习惯还停留在过去。
那么,这个让不少人感到困惑的动力延迟,背后的真相究竟是什么呢?
要弄清楚这个问题,我们得先从涡轮增压器的工作原理说起。
简单来说,涡轮增压器就是一个利用发动机排出的废气能量来工作的装置。
它有两个关键部分,一个是涡轮,一个是压气机,两者通过一根轴连接。
当您踩下油门,发动机燃烧汽油后会产生高温高压的废气,这些废气被引导去吹动涡轮的叶片,就像风吹动风车一样。
涡轮转起来后,通过转轴带动另一端的压气机也高速旋转,压气机则负责把新鲜空气压缩,然后强制“塞”进发动机的气缸里。
气缸里的空气密度变大了,就可以喷入更多的燃油进行燃烧,从而在不增加发动机排量的基础上,爆发出更强的动力。
这个过程听起来很完美,但问题的关键就出在“吹动”这个环节上。
那个被废气吹动的涡轮叶片,虽然看着不大,通常直径也就十几厘米,但它是个实实在在的金属部件,有自己的重量和惯性。
当您的车处于怠速或者低速行驶状态时,发动机排出的废气量很小,力量也弱,涡轮基本上处于近乎静止的状态。
而当您突然深踩油门,需要强大动力时,这个涡轮需要从近乎静止的状态,在极短的时间内被废气推动,加速到每分钟十五万转,甚至二十万转的惊人速度。
这个过程是需要时间的。
这就好比我们去推一个静止的、很重的旋转飞轮,你必须先用很大的力气让它慢慢转起来,然后才能越转越快。
这个从“静止”到“高速旋转”的时间差,就是我们感受到的涡轮迟滞。
物理定律在这里划下了一道难以逾越的红线。
即便是以技术先进著称的大众最新一代EA888 Evo4发动机,根据专业测试,从发动机怠速状态到涡轮建立起完整的增压压力,也仍然需要大约1.2秒的响应时间。
更让工程师头疼的是一个固有的矛盾:涡轮尺寸的选择。
如果使用一个小尺寸的涡轮,它的重量轻、惯性小,一点废气就能很快地把它吹动起来,这样在市区里低速行驶时,动力响应会非常快,迟滞感很轻微。
但它的缺点是,到了高速公路需要持续高功率输出时,由于它的“肺活量”小,无法压入足够多的空气,就会显得后劲不足,感觉像是戴着口罩在跑步,喘不过气。
反之,如果用一个大尺寸的涡轮,就像那些高性能跑车,比如奔驰AMG的2.0T发动机,它在高速状态下能压入海量空气,动力储备极其恐怖。
但它的缺点也很明显,就是因为它又大又重,在低转速时需要更长的时间和更强的废气才能把它完全“唤醒”,因此低速时的涡轮迟滞现象会非常严重,有些车型甚至能达到2秒左右。
这就像让一个力量型的举重运动员去参加百米短跑,他的绝对力量很强,但起跑反应速度肯定不是优势。
面对物理定律设下的这道难题,汽车工程师们并没有束手就擒,他们通过一系列巧妙的技术创新,正在逐步化解这个矛盾。
其中一个非常有效的手段是引入电力辅助,也就是现在越来越流行的48V轻混系统和电动涡轮技术。
比如奥迪SQ7上搭载的电子涡轮增压系统,它的逻辑很简单:既然等废气来吹动涡轮太慢,那我就在废气到来之前,先用一个电机直接驱动涡轮转起来。
这套系统可以在短短250毫秒内,就把涡轮的转速提升到每分钟7万转,比传统纯废气驱动快了整整4倍。
这就相当于给涡轮装上了一个“预启动装置”,在你脚踩油门的那一刻,电机已经帮涡轮完成了起跑加速,等废气一到,涡轮立刻就能进入最佳工作状态,从而极大地消除了迟滞感。
另一个重要的技术突破是优化排气管路的设计,最具代表性的就是宝马广泛使用的“双涡管”技术。
我们可以想象一下,传统的发动机,几个气缸排出的废气像是挤在一条狭窄的单行道上,互相之间会产生干扰和乱流,影响了冲击涡轮的效率。
而双涡管技术,就像是把这条单行道拓宽成了互不干扰的双车道。
它通过精巧的歧管设计,将不同点火顺序的气缸排气脉冲分开,让它们能更有序、更平顺地去冲击涡轮叶片。
交通不堵塞了,废气的利用效率自然就高了,涡轮的响应速度也随之提升。
根据宝马官方的数据,仅此一项技术就能将涡轮的响应速度提升20%左右。
除了结构上的优化,材料科学的进步也功不可没。
既然涡轮的惯性是迟滞的根源,那么减轻涡轮叶片的重量就是最直接的解决办法。
像保时捷这样的顶级跑车品牌,就在其涡轮上使用了昂贵的钛铝合金来制造涡轮叶片。
这种高科技材料比传统的镍基合金要轻上40%,大幅降低了转动惯量。
这就好比让一个运动员脱下沉重的铁鞋,换上一双轻便的专业跑鞋,起步自然就快了许多。
当然,除了这些硬件上的革新,软件层面的智能控制也起到了至关重要的作用。
现在汽车的行车电脑(ECU)越来越聪明,比如福特的Ecoboost系统,它能实时监测驾驶者的油门深度和踩踏速度,甚至能“预判”你即将要进行急加速的意图。
在你油门还没踩到底的前零点几秒,电脑就已经提前发出指令,悄悄提升涡轮转速,同时命令变速箱迅速降低数个挡位,将发动机转速拉升到最有利的发力区间。
当你的脚底与油门踏板完全接触时,整个动力系统早已准备就绪,动力延迟被压缩到了人几乎无法感知的0.5秒以内,比我们眨一下眼睛的时间还要快。
技术确实在飞速发展,今天的涡轮增压发动机相比十年前,在动力响应上已经有了天壤之别。
然而,很多驾驶者的知识和习惯却没有跟上技术的脚步,依然停留在过去。
有三大常见的认知误区,正在无形中放大了涡轮迟滞的体验。
第一就是“地板油依赖症”。
不少老司机觉得,开涡轮车就得大脚油门才能把动力“逼”出来。
实际上,现代涡轮车的油门踏板是一个精密的电子信号发射器,它向电脑传递的是你的意图,而不是简单地控制节气门开度。
很多车型,比如宝马的B系列发动机,在发动机转速只有1500转时,只要你轻踩下三分之一的油门,电脑就已经明白你需要动力,并调动涡轮达到峰值扭矩输出。
如果你非要等到油门踩到底才期望动力爆发,那实际上是自己延长了等待的时间。
第二个误区是“转速恐惧症”。
很多人被“2000转换挡最省油”的老观念束缚,总是习惯性地让发动机保持在很低的转速区间运行,生怕转速高了会费油、伤车。
但对于当代涡轮发动机来说,它的高效工作区间恰恰就在中高转速。
很多涡轮在1300转左右就开始起作用,但如果你想让它时刻保持警觉,随时准备发力,最好将巡航转速保持在2500转以上,或者直接使用车辆的运动模式。
在这个转速下,涡轮始终处于待命状态,迟滞感会变得微乎其微。
你总是让它在最“慵懒”的低转速区间工作,自然会觉得它反应迟钝。
最后,也是最容易被忽视的,就是车辆的养护问题。
涡轮车对养护的要求比自然吸气车更高。
比如,如果长时间不清理进气道的积碳,这些污垢会严重阻碍空气进入气缸,能让增压效率暴跌30%以上。
再比如,使用了不符合厂家规定标号的机油,会大大增加涡轮轴承的摩擦和磨损,不仅影响其转速的顺畅攀升,还会严重威胁其使用寿命。
这些因养护不当造成的性能衰减,其影响往往比技术本身固有的那一点点延迟要严重得多。
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