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保時捷2.9T為何比3.0T的動力還大?排量更低為什麼馬力卻更高?

相比之下,發動機功率與排氣量的關系密切,排氣量越高、功率越大,至少在自然進氣領域這一認識是正确的; 但是,在渦輪增壓領域,決定發動機功率大小的主要原因不僅是排氣量、轉速,還像保時捷使用的2.9T、3.0T發動機那樣,兩者都是EA839,但2.9T功率、扭矩高于3.0T

EA839是奧迪和保時捷聯合開發的機器,兩個版本分别為3.0T和2.9T,3.0T的最高版本為340匹,扭矩500牛米,2.9T的最高功率為450馬力,扭矩600牛米。 那麼為什麼排氣量低的2.9T在動力方面更強呢? 這其實就是渦輪增壓發動機的特性,發動機每一個循環的實際進氣量已經不是完全由氣缸的實體容積決定的。 每個循環可以将多少空氣送入氣缸取決于增壓系統提供的壓力大小。

保時捷2.9T為何比3.0T的動力還大?排量更低為什麼馬力卻更高?

這就是1.5T發動機動力大于2.0L、2.5L甚至2.0T的原因。 有人可能認為保時捷使用2.9T發動機是為了降低排氣量的稅金嗎? 實際上,無論購置稅、車船稅,排放量3.0L和2.9L都是完全相同的,是以使用2.9L是為了逃稅的說法并不嚴格。 那麼,2.9T的發動機為什麼比3.0T發動機性能更高呢? 渦輪增壓起了什麼作用?

按循環進氣量決定動力

在自然吸氣、渦輪增壓發動機、甚至工業生産中使用的鍋爐中,獲得動力的原理相同,燃燒室獲得更多的空氣,燃燒更多的燃料,獲得更高的動力; 隻是,自然吸氣發動機被束縛在氣缸的實體容積上。 例如,在容積為0.5L的氣缸中,一個循環最多可以填充0.5L體積的空氣。 自然吸氣發動機利用活塞下行産生的負壓進行吸氣,是以空氣的吸入量必然不會大于氣缸的實體容積。

保時捷2.9T為何比3.0T的動力還大?排量更低為什麼馬力卻更高?

是以,傳統的自然吸氣發動機想提高動力,是以可以提高排氣量。 例如,銳志2.5L被保齡球打成了3.0L。 或者提高轉速,在機關時間内增加工作次數,相對難以節流功率。 但是,引入渦輪增壓系統後,增加每周期的進氣量就更容易了。 渦輪增壓進氣量=負壓吸入增壓系統會推動空氣,是以渦輪增壓發動機即使排氣量少,也能夠增大每循環的進氣量。 當然,讓我們具體看看渦輪增壓系統能提供多大的壓力。

EA839發動機2.9T和3.0T在結構上的差異

由于是同一平台的産品,2.9T和3.0T的結構差異不大,如上圖所示,相同的90度v型夾角,管徑相同,為84.5,管徑相同,為93mm,活塞行程有3mm的差異,為2.9T活塞行程其次,2.9T發動機采用并聯雙渦輪。 v型發動機一般有兩個獨立的外罩、配氣系統,是以單側一個渦輪的設計更簡單。 當然,2.9T的兩個渦輪沒有配置在缸體的兩側,而是配置在機器的夾角之中。 (當然,雙渦輪增壓不僅僅是并聯的。 在許多直列發動機中,兩個渦輪(大、小)串聯在一個位置。 例如,2jz、RB26等。 在機械轉速低、排氣壓力低時,首先按小渦輪(關閉大渦輪進氣通道),減少渦輪滞後的産生,提高轉速後,以更大的排氣壓力同時按下兩個渦輪。 當然,直列6發動機往往隻使用一個渦輪,是以串聯型雙渦輪往往把機艙密集在管路上,難以設計、拆裝。 當然,現在搭載L6、雙渦輪的機器很少見,是以這種串聯型雙渦輪也很少見。

保時捷2.9T為何比3.0T的動力還大?排量更低為什麼馬力卻更高?

3.0T的EA839隻有一個大渦輪,渦輪也配置在90度的v型夾角中。 如上圖所示; 采用單渦輪、雙渦輪。 該Hot V結構可以使各種部件的配置更緊湊,也可以将三元催化劑直接配置在v型夾角處。 雙渦盤旨在減少排氣幹擾,提高渦輪系統的響應速度。 這就像4缸機的4-2-1排氣歧管一樣,是提高排氣效率的方式。 目前,大多數增壓發動機都采用雙渦盤設計。

2.9T和3.0T的性能差為什麼那麼大?

實際上0.1L的排氣量對發動機性能的影響很小,自吸發動機也是如此。 例如日産VQ35HR和VQ37HR的性能差異小,轉速遠沒有,增壓帶來的影響很大。 是以,該2.9T的EA839發動機性能更高的主要原因是,從渦輪增壓系統供給的壓力值高,每一循環得到的吸氣量多,吸氣量越多,能夠燃燒的油越多,産生的能量也越多,是以,功率

ea839.0t(340隻)渦輪增壓系統能提供的壓力僅為1.0-1.2Bar左右,2.9T發動機渦輪增壓系統能提供的壓力達到1.6Bar。 當然,如果壓力持續上升,峰值功率、轉矩也會上升。 這就是渦輪增壓系統容易節流馬力的原因,理論上可以吹入氣缸無限體積的壓縮空氣,燃燒無限的燃料。 當然,這隻是一些實際上市的高性能渦輪增壓發動機,增壓系統的最大壓力在1.6-1.8Bar左右。 例如,奔馳2.0T的M133的壓力值達到1.8Bar,是以功率達到400匹。

保時捷2.9T為何比3.0T的動力還大?排量更低為什麼馬力卻更高?

通用2.0t(279隻)壓力值為1.3Bar,這其實已經很高了; 另一方面,市面上大多數渦輪增壓發動機的增壓值一般在0.6Bar-1.10Bar之間,2.0Bar以上的在民用車領域幾乎沒有,是以增壓系統能夠提供的壓力值更大,是因為2.9T比3.0T性能高的理由當然,在網上刷程式的話渦輪增壓器的輸出會提高也是合理的。 (超過上限需要更換渦輪。 )當然,工廠的參數是最合理的,不建議自己打磨。 特别是采用開放式水設計的氣缸(上圖),耐壓不強,封閉氣缸相當強。2.9T的排放量為什麼減少了0.1L?

在稅面、缸體結構方面,2.9T與3.0T完全一緻,那麼2.9T為什麼0.1L的容積少呢? 實際上,由于2.9T增壓系統供給的峰值壓力更高(2.9T低輸出版本也為1.0Bar左右),是以一部分部件得到了強化; 例如,2.9T曲軸更粗,直徑增加2毫米,曲柄銷間距縮小,活塞行程長度占3毫米,從89毫米降至86毫米。 氣缸為圓柱,圓柱體積計算方式為底面積*高,行程為圓柱高度,行程減少3毫米,排放量(體積或容積)自然也下降了0.1L。

總之,EA839發動機2.9T之是以性能更高,是因為其增壓系統供給的壓力值更大,當然并聯雙渦輪也是一方(排出量少的0.1L受到強化了的曲軸的影響,但0.1L的排出量的差異無論是自吸機還是渦輪改變增壓器性能的關鍵還是渦輪系統提供的增壓值,增壓值越大産生的功率和扭矩越大。

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