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涡轮增压器和发动机的使用寿命真的更短吗?

2020-08-16 01:05:27分类:技术测试 阅读: 1034
导读:本文是由网友投稿,经过编辑发布关于"涡轮增压器和发动机的使用寿命真的更短吗?"的内容介绍。

涡轮增压发动机使用寿命是否比自然吸气发动机短,故障率是否会更高?

类似的问题在不同阶段会有不同的答案,在废气涡轮增压技术普及的初期阶段,「T动力」汽车的维护成本确实要高于自然吸气。因为受限于材料学的技术升级速度,增压器使用的材料与散热系统无法保证使用寿命;由于增压器的涡轮需要以每分钟数万转的高转速运转,其产生的超高温会加速材料的金属疲劳(损坏),所以增压器总成往往只有十余万公里的使用寿命。

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知识点:增压的概念是压缩进入发动机燃烧的空气体积,将大体积的空气压缩成小体积,本质为缩小空气中分子的间隙,是实现“小体积大密度”的状态(提升氧分子含量)。氧气是燃油(碳氢化合物)催化气体,其浓度越高燃烧产生的热能(动力)就会越大,同时燃烧火焰温度也会越高。所以机体材料承受的温度也比较夸张,早期不够成熟增压机也会高温出现一些问题,比如更早的出现烧机油或者严重磨损。

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图1:增压器运行时的空气压缩状态

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图2:空气压缩的概念(结果)

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图3:不同氧浓度与等量燃油燃烧产生的火焰温度

涡轮增压发动机的问题集中于材料与温度,解决问题自然只需要从这两方面着手。

作为非材料学的从业人员,能够进行的只是“以结果推导”:早期几万转的增压器已经造成了使用寿命短和机体磨损难以控制的问题,然而今天的涡轮能以超过10万转的超高压力,保证增压器总成的使用寿命与整车相同;同时仍有烧机油问题的增压机已经非常的少了,绝大多数优秀的自主品牌和美系汽车都有良好的表现,欧系车仍然有些品牌存在烧机油的问题;原因无非是这些机器过于追求性能而使用效率过高的增压器,这叫做“凡事两难全”。

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知识点1:涡轮增压技术是否足够先进,最有说服力的参考并不是普通家用代步汽车,而是行驶里程巨大的商用客货车。这些车装备的柴油发动机99.99%都会采用「废气涡轮增压技术」,那么行驶里程总会按照百万公里计算的客货车,他们的增压器使用寿命是不是足够长了呢?——排量超过“10L”的压燃式超高温柴油机都没有问题,主流的“≤2.0T”的点燃式汽油机还有什么顾虑。

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知识点2:涡轮增压增压器并不是“超高转速·楞磨涡轮”,运行时需要机油润滑、产生的高温会有防冻冷却液与机油共同润滑,当然也有些增压器为降低机油损耗而只采用冷却液实现温控。以这种方式可以保证金属铸件在合理的温度范围内,实现材料强度始终在良好状态,磨损自然是可以理想控制的。其次发动机的电控系统还会有「延迟散热功能」,长时间驾驶后直接熄火,电子扇与冷却液也会持续流动直到将温度降低到合理范围才会自动停转。

涡轮增压器和发动机的使用寿命真的更短吗?

综上所述,涡轮增压技术随着材料、机油、防冻冷却液以及制造工艺的同步进步,已经实现了使用寿命非常的理想,维保成本充其量会因使用半合成或全合成机油略微升高。但是全合成机油可以用到10000公里更换一次(涵盖机滤),而普通NA机型用半合成或矿物机油只是以5000公里更换一次机油机滤,实际支付成本反而是更高的。那么再加上增压技术可以实现低转速高功率输出(节油),以及在不考虑油耗时能够感受到全转速区间的理想驾驶体验,选择这种发动机还有什么障碍吗?

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