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涡轮增压技术成主流,为何楼兰却选择机械增压

2017-07-06 刘灿 DearAuto


增压发动机的大潮已经是涡轮增压发动机的时代,连法拉利、保时捷新上市的车型都开始全面改用涡轮增压发动机,不买一台涡轮增压发动机的车型都被认为是跟不上潮流了,而同为增压发动机的机械增压技术已经不被消费者所熟悉了,国内目前仍在使用机械增压技术的车型甚至一双手就可以数的过来。


既然涡轮增压的普及性远远超过机械增压,甚至不少消费者都认为机械增压已经是一项落后的技术,可东风日产的楼兰混动车型却没有使用消费者更喜欢的涡轮增压,而是采用了2.5L机械增压发动机,在国内SUV市场中就多少显得有点“另类”。



楼兰是目前主流合资品牌中,唯一一款搭载机械增压发动机的SUV。


日产并非没有涡轮增压技术,无论是之前的骐达搭载1.6T发动机,还是“战神”GTR搭载3.8T发动机,参数都在同排量、同级别发动机中处于优势地位,所以要弄清楚楼兰混动为什么选择机械增压技术,就得先明白涡轮增压和机械增压的原理。


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机械增压不存在迟滞现象


常见的涡轮增压技术,就是依靠废气涡轮带动同轴的压缩机叶片,使得进气增压后再被送入到气缸,从而提升发动机的功率,而在低速状态下,很难有足够的废气量带动涡轮工作,就难以在低转速的时候实现增压,直到发动机达到一定的转数,驾驶者才能感觉到涡轮介入带来的充沛动力。

涡轮增压发动机工作示意图,蓝色为进气,红色为排气,废气推动涡轮工作,并对吸入气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积。


机械增压靠的是曲轴的转动,带动增压器的压气机转子压缩空气,驱动转子的是机械动力,而不是废气。


发动机的转速所指的就是曲轴的转速,所以只要发动机有转速,就可以带动机械增压器工作,机械增压也就不存在涡轮延迟方面的问题。


目前最好的涡轮增压发动机也需要在1300转左右开始工作,相比之下机械增压则在起步阶段就可以工作。


因为机械增压的工作原理,使其在低转速下便可获得增压,增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例。


相比涡轮增压,机械增压的发动机输出的动力更加线性,与自然吸气发动机有着类似的动力曲线,因此机械增压普遍搭载在对于低速动力输出要求高、对动力输出平稳性要求高的车型上,同时机械增压器的体积相对较小,也更加容易布置。



日产看重的是机械增压的优势


机械增压器是利用发动机转速来带动,整体结构简单,工作温度相比废气驱动的涡轮增压器的400℃ -900℃高温来说只有70℃-100℃,机械增压对于冷却系统、润滑系统的要求与自然吸气发动机基本相同,后续的保养成本也较涡轮增压有一定的优势。



楼兰混动版的电池容量仅有0.6kWh,显然无法支持长时间的纯电工况,这套混动的意义就在于低速时的辅助驾驶,一是让大尺寸SUV车型可以更快的起步和有更好的低速动力输出,二是提升SUV车型的燃油经济性,而机械增压技术拥有低速的工况优势,可以帮助楼兰实现更好的低速动力输出。


由于机械增压的响应快,与混动系统配合可以有效的提升起步阶段和低速下的动力响应。


日产的发动机工程师在调研后也认为,在实际日常使用中,由于堵车使得低转速、高负荷的使用情况比较多,这样的工况不是涡轮增压最擅长的地方,而恰恰是机械增压最有效的地方。


日产机械增压发动机有啥亮点?


这台代号为QR25DER的机械增压发动机是在日产QR25DE上改进而来的,QR25DE 2.5L直列四缸自然吸气发动机也同样搭载在天籁、奇骏上,日产工程师通过增加机械增压器使得QR25DER最大功率达到180kW,最大扭矩为330Nm,最大功率提升约31%,最大扭矩提升约44%。



这台发动机由于是专门为HEV车型所匹配的,因此采用了集成化的水冷系统,除了正常的对发动机进行冷却之外,日产还将发动机冷却系统与HEV系统中电动机的逆变器散热系统结合,来保证变频器的正常工作。


水冷系统可以保证温度的稳定性,有效解决了车速较低时候温度的波动性。


QR25DER的三元催化剂设置在排气歧管的后部,这样催化剂可以更快速的达到工作温度,从而可以更快速的让尾气达到排放的要求,这台发动机无需硬件变更即可满足国六排放的要求。


机械增压技术落后吗?



据日产工程师介绍,从成本上来看涡轮增压和机械增压差不多,只不过涡轮增压结构相对更复杂一点,因此需要更多的导管与发动机连接,因此会增加一些导管的成本,另外涡轮增压发动机必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,后期使用成本会有一定幅度的增加。


机械增压发动机主要靠发动机驱动,会消耗一定的发动机动力,所以省油的表现没有增压发动机好,且发动机在高转速下增压器会变成发动机的负载,导致增压带来的功率增长远远小于增压器消耗的功率。

大众集团下的卡宴、途锐、奥迪使用的3.0T发动机;捷豹路虎使用的3.0T、5.0T发动机,是目前还在使用机械增压技术的发动机。


所以机械增压技术主要搭载大排量的发动机,且发动机有足够的扭矩带动机械增压器,搭载机械增压的车型也都是一些大排量主打运动性能或者大排量的SUV车型,甚至一些厂家还采用过双增压技术。


机械增压和涡轮增压都是发动机增压的技术,不存在先进与落后之说,只是涡轮增压适合小排量发动机,而小排量优势消费的主力市场,所以涡轮增压的保有量更大。


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法律顾问

广东格林律师事务所李国勇律师



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