渦輪增壓車能不能去西藏?
「Turbo·渦輪增壓」技術是克服高反的最佳選項-相比自然吸氣有絕對優勢內容概述:空氣“稀薄”概念解析,燃油動力汽車對空氣密度的需求。
【高原反應】又稱高原病或高山病,是一種因缺氧造成的異常生理反應現象,同時燃油汽車也存在相同的問題。原因往往被歸結為“空氣稀薄”,那么稀薄到底是個什么概念呢?找出這個問題的答案,也就找出解釋哪種類型的內燃機更適合高原的答案了。
稀薄概念「空氣」是一種看不見摸不著,但事實存在而且有體積,也有質量的物質。主要組成部分為包括四類,具體如下。
氮氣78%氧氣21%二氧化碳0.03%剩余為氦氖氬氪氙氡等稀有氣體重點:這是“0米”海拔的標準數值,也是汽車與人都會感覺到舒適的標準??諝饩褪怯蛇@些分子組成,而且各類分子之間是有間隙的;渦輪增壓器實際就是在壓縮分子之間的間隙,或者理解為把更多空氣中的分子“壓入”間隙中,讓相同體積的空氣變得更密實(重·分子多)。
「稀薄」的概念指海拔越高氧濃度越低,然而并不是因為分子消失,而是分子之間的間隙擴大了。
分子的中心原子上的價層電子是互斥的,所以分子也是會互斥的,但是為什么海拔越低間隙就會越小呢?原因在于地心引力對物質的束縛能力是有不同程度的,離標準海平面越接近的物質與氣體,受到引力影響的程度就會越大,反之就會越小。
說白了就是低海拔區域空氣受引力的拉力更大,空氣中的分子間隙就會被拉小一些,那么在固定體積中的分子數量就會更多。反之在高海拔位置的“拉力減弱”,抵消分子互斥的作用力的能力也會減弱;結果則是分子互斥導致固定體積內的分子數量減少,以1m3為標準并假設其為容器,互斥擠走了部分氧分子則會顯得“稀薄”。
問題:人的肺活量和發動機的排氣量都是相對固定的,比如一次吸入500毫升空氣,在零海拔位置吸入的氧分子會很多(20.95%標準),但是在5000米的海拔則只能吸入很少的氧氣,比例大約為標準海拔的11.5%。
吸入的氧氣大幅減少就會缺氧,而氧氣是生命活力的保證,缺氧就會感覺乏力甚至呼吸困難;最高海拔實際經歷過接近4500米,有氧運動(過量消耗氧氣)是無法正常做的。那么汽車為什么也會受到缺氧的影響呢?
基礎知識【燃燒】的本質是可燃物的氧化反應,比如燃油汽車就是碳氫化合物的還原反應;至于在反應過程中產生的光能和熱能,這些只是反應的現象,或者理解為反應的狀態與結果。但是巧合的是熱能可以直接轉化為驅動力,只要通過結構復雜的內燃機或外燃機即可。
重點:燃燒的基礎是「氧化」,也就是說氧氣是這種化學反應的催化基礎;如果反向理解的話,燃油其實是“死物”,氧氣才是用于“燃燒”并產生熱能的基礎。等量的燃油面對不等量的氧氣,狀態一定是氧氣越多反應強度越強。
「富氧燃燒」是工業領域最常見的模式,指為可燃物(燃油或氣體)供給高濃度氧氣,也就是超過常壓與標準海拔20.94%供養*(壓縮氧氣)。結果則會等量物體燃燒產生的溫度大幅提升,溫度其實就是熱能的具象化或量化參考。
本質可理解為分子運動摩擦產生的熱能,摩擦與碰撞的強度越高則溫度越高,其實也就是轉化出的扭矩更大。
增壓系統優勢廢氣渦輪增壓器的本質是「空氣壓縮器」,運行原理是依靠內燃機的高壓排氣,驅動增壓器的渦輪并帶動葉輪高速運轉。吸入進氣管路內部的空氣,面對每分鐘數萬甚至數十萬轉的葉輪,體積(分子間隙)則必然被壓縮變小,固定容積內部的空氣就會變多,其中當然是包括氧分子的。
然而自然吸氣發動機卻不會壓縮空氣,因為依靠負壓從車頭吸入的空氣,是與環境壓力相同的的密度標準。以5000米海拔為參考,自吸發動機吸入的就是11.5%氧占比的空氣,但是渦輪增壓機則會超過這一濃度標準,動力是誰會更強呢?
說明:渦輪增壓技術的初衷不是為了提升性能,而是為「節油減排」而研發。也就以排量的標準空氣燃料比噴油,以氧濃度“20.94%+”的概念增強燃油反應的強度,熱能轉化的扭矩提升多少就是多少,不論多少都會比同排量自吸發動機更強,標準差異大致如下。
2.0L-峰值扭矩200N·m左右2.0T-峰值扭矩350/400N·m區間提升的程度是不是已經很大了呢?所以渦輪增壓動力汽車更適合高海拔的汽車用戶,即使同樣要面對動力下降的問題,然而T機型下降的部分基礎動能以外添加的部分,說白了就是動力增強的部分減少一些;而自然吸氣發動機卻是在基礎之上做減法,動力體驗差是顯而易見的。
趣味現象:為什么高原地區有很多二手大排量自吸動力汽車呢?如果說自吸動力會很差,似乎這種現象就難以解釋了吧。類似的問題確實被問過且頻率很高,然而答案可能是有些難以接受的。
參考普拉多帕杰羅與老土了等車型,這些車在藏區與云南香格里拉等地區有很多,且車輛確實是以二手汽車為主。有沒有想過這樣一個問題:熱門的優秀車輛,二手選項還有機會往相對邊遠的區域銷售嗎?
想通這個問題就一切都可以解釋了,這些車因為中心區域的汽車用戶不接受,最終只能低價售往偏遠地區;在汽車文化相對不發達的區域,久而久之就會形成這種技術更好的刻板偏見,后期即使有更加先進的車輛普及,認知層面的排斥也決定了難以被認可了。
所以不要被這種表現現象迷惑,有機會去對比相同排量的兩類車型,動力感受的差異會是最真實的答案。
編輯:天和Auto
內容:原創發布
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