小排量加增压是如何在世界上流行起来的?
发布日期:2017-04-02 18:25 来源:网络 作者:阿灿 浏览次数:866
小排量通常是指排气量低于1600毫升,提高小排量发动机的动力性能,目前最常见的方法还是依靠涡轮或机械增压技术。不过小排量增压发动机并不像一些汽车厂商宣传的那样,是独一无二的高新科技,其实小排量涡轮增压发动机,早在上世纪80年代初就已经进入了量产。
由发动机排出的废气驱动的涡轮增压技术,最早由瑞士工程师Alfred Buchi(阿尔佛莱德-布琪)发明,1918年由法国工程师Auguste Rateau(奥古斯特-拉多)首先成功应用在雷诺战斗机的发动机上。二战时期美国通用电气(GE)公司,曾在B17、B24轰炸机、P38、P47战斗机上广泛应用此项技术。
而第一款量产涡轮增压汽车,则是1962年上市的奥兹莫比尔-卡特拉斯“喷火”,这款车配备的3.52升V8发动机单涡轮增压发动机。采用了Garrett T5小型涡轮增压器,最高增压值仅0.29 bar,压缩比达10.25:1,动力输出由自然吸气版本的185马力提高至215马力,峰值扭矩高达408牛/米。
为了能使发动机正常工作,一只侧吸式化油器安装在涡轮增压器进气口之前,混合气由增压器直接吸入发动机,雾化后的汽油可以起到冷却进气的目的。
欧洲第一款涡轮增压车型就是BMW的2002 Turbo,其实BMW在二战期间就已经开始在航空发动机中广泛使用涡轮增压技术,著名的“屠夫之鸟”FW190战斗机配备的BMW 139型双星形18缸涡轮增压发动机,最大动力输出可达1550马力,仅次于同时期P51D“野马”的“梅林(派卡德V1650-7)”两级两速机械增压V12发动机的1590马力。
而日后被奉为“汽车涡轮增压专家”的萨博,直到1978年才推出了首款量产涡轮增压汽油发动机车型99 Turbo,排气量2.0升的8气门涡轮增压发动机,最大动力输出在5000转时达到145马力,峰值扭矩在3000转时达到236牛/米。而采用类似设计推出早了五年的BMW 2002 Turbo,最大动力输出在5800转时可达170马力,峰值扭矩在4000转时达到240牛/米。
当时涡轮增压发动机的设计目的只有一个,那就是高性能高效率,碍于不太先进的涡轮增压器、比较落后的燃油喷射系统,这时的涡轮增压发动机大多采用了极低的压缩比,比如BMW 2002 Turbo的压缩比就仅为6.9:1。结果就是严重的涡轮迟滞、极差的低转扭矩和较高的油耗。
最早研发小排量涡轮增压车型的汽车厂商就是雷诺,1982年雷诺在和大众高尔夫GTI同年诞生的第一代雷诺5 Alpine的基础上,推出了雷诺5 Alpine Turbo。
此车配备了一台C2J 1.4升8气门涡轮增压发动机,最大动力输出可在6000转时达到110马力,峰值扭矩在4000转时达到147牛/米,涡轮增压器采用了美国Garrett T3。其0-100公里/小时加速仅8.7秒,极速可达186公里/小时。
1983年为了参加B组拉力赛而推出的中置后驱雷诺5 Turbo,C2J发动机的压缩比降至7:1,并采用了全新的博世K-Jetronic机械燃油喷射系统,最大动力输出可达162马力,峰值扭矩在3250转时即达221牛/米。此车0-100公里/小时加速仅6.6秒,极速可达209公里/小时,足以让目前任何一款在售的“小钢炮”们跌破眼镜。
1987年雷诺又推出了雷诺5 GT Turbo,同样是1.4升8气门的C1J发动机,改用了Garrett T2涡轮增压器,最大动力输出在5750转时达到120马力,峰值扭矩在3750转时达到165牛/米。此车0-100公里/小时加速仅7.5秒,极速可达204公里/小时。
1991年雷诺5 GT Turbo停产后,雷诺才把高性能车型的重点转向了Clio,直到2004年梅甘娜RS的推出,雷诺才重拾高性能涡轮增压发动机。
1983年丰田在第三代Starlet Ri和Turbo R(小福星 EP71)车型上,配备了1.3升(1295毫升)顶置单凸轮轴12气门2E-TELU涡轮增压发动机,采用了日立CT9涡轮增压器,最大动力输出为110马力。1986年排气量增至1.5升(1456毫升)的3E-TE发动机诞生,最大动力输出在5600转时达到115马力,峰值扭矩在3200转时达到172牛/米,这台发动机也在Starlet(EP71)车型上使用。
以全新的顶置双凸轮轴16气门4E-FE自然吸气发动机为基础,开发的4E-FTE涡轮增压发动机于1989年在第四代Starlet(EP82)GT Turbo车型 上使用。4E系列发动机是在2E系列发动机的基础上,将缸径由73毫米加大至74毫米,冲程则保持在77.4毫米,实际排气量由1295毫升提升到1331毫升。
自然吸气版本的4E-FE就可以在6600转时达到100马力,涡轮增压版本的4E-FTE则将压缩比降至8.2:1,并使用了凹顶活塞、强化活塞连杆、单位流量更大的喷油嘴、中冷器和日立CT9涡轮增压器。和2E-TELU相比,4E-FTE已经可以通过行车电脑控制电磁阀来实现超增压模式,增压值可由0.4 bar瞬间提高至0.65 bar,最大动力输出在6400转时达到135马力,峰值扭矩在4800转时达到157牛/米。
1995年最后一代Starlet车系也配备了4E-FTE涡轮增压发动机,即Starlet Glanza V(EP91),虽然车重由Starlet GT Turbo的890公斤增加至950公斤,但此车0-100公里/小时加速用时仅8.3秒。
1983年意大利菲亚特汽车推出了全新的小型车Uno(意大利语1的意思),1985年采用了146系列1.3升顶置单凸轮轴8气门涡轮增压发动机的Uno 1.3 Turbo i.e.问世。146系列是在1.3升自然吸气138系列的基础上,加入了IHI RHB5 VL7涡轮增压和中冷器,80.5毫米和63.9毫米的缸径、冲程保持不变,实际排气量为1301毫升。
压缩比为8:1,采用了博世LH Jetronic燃油喷射系统,最大动力输出在5750转时达到105马力,峰值扭矩在3200转时达到146牛/米。车重仅845公斤,0-100公里/小时加速用时仅8.3秒,极速可达196公里/小时。
1989年菲亚特又推出了Uno 1.4 Turbo i.e.,此车配备了一台排气量为1.4升的146系列涡轮增压发动机,即在1.3 Turbo i.e.的基础上将冲程增至67.4毫米,实际排气量达到1372毫升,压缩比降至7.9:1。最大动力输出在6000转时达到118马力,峰值扭矩在3500转时达到161牛/米。
1993年菲亚特推出了Uno的替代车型Punto,同年高性能版Punto GT问世,配备了来自Uno 1.4 Turbo i.e.的128系列顶置单凸轮轴8气门涡轮增压发动机,但是动力输出提高到了136马力,峰值扭矩在3000转时达到了200牛/米。此车0-100公里/小时加速用时仅7.9秒,最高时速可达200公里/小时。
虽然Punto GT最末期的车型动力输出降至130马力,但峰值扭矩却提高到了208牛/米,整体性能表现仍和1999年第二代Punto车型的高性能版HGT Abarth相当。