模擬渦輪特性評日產1.2升機增發動機

李博旭

2014年12月31日 03:33 原創來源：汽車之家

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　　[汽車之家發動機技術] 現在，我們提到三缸渦輪發動機的機會越來越多，這種搭配已經成為現階段滿足動力和燃油經濟性的一種成熟的解決方案，我們之前介紹的大眾、福特、標致、比亞迪都或投入或儲備了這個級別的發動機技術，下面我要為你介紹的是來自日產的三缸發動機，不過，略有不同的是，這臺發動機裝配的是一套機械增壓器！這么小的排量裝一臺機械增壓器你不覺得奇怪嗎？別著急，看日產工程師是如何將一臺機械增壓發動機調校成渦輪增壓發動機特性的。

如何將機械增壓調校成渦輪增壓的狀態

　　機械增壓發動機與渦輪增壓發動機的特性差異是個老生常談的話題，但日產的這臺1.2升機械增壓發動機可能要顛覆你的看法了。原先我們認為機械增壓器在發動機啟動時就開始介入，不存在渦輪增壓發動機的動力遲滯問題，也就是動力輸出線性。但這樣的特性會損失掉一部分動力，所以，在改裝車中我們見到加裝機械增壓器的方案更多的是出現在大排量發動機上，所以，在動力輸出連續性和動力損耗的取舍上似乎無法在一臺排量僅有1.2升的三缸發動機上取得很好的平衡。

　　日產的工程師在意識到這點后并沒有放棄機械增壓的方案，而是在機械增壓器的皮帶輪處安裝了一個電磁離合器，以此管理機械增壓器的工作狀態。發動機在低轉速狀態下離合器斷開，離合器處的皮帶輪空轉，動力無法通過皮帶傳到上面的機械增壓器中。在高負荷狀態，離合器接合，這樣，動力便可通過皮帶帶動機械增壓器，進而為發動機提供更多的空氣。

　　在工作狀態上，利用電磁離合器模擬出了渦輪增壓器的狀態，這樣既能在低轉速下確保機械增壓器不“侵蝕”動力，油耗還能得到控制。

米勒循環

　　這臺發動機的壓縮比達到了12:1，這在汽油發動機里已經很高了，之前我們介紹的馬自達創馳藍天發動機的壓縮比為13:1，為了讓發動機能夠適應這么高的壓縮比，發動機的配氣系統會采用進氣門晚關的策略，從而讓活塞在壓縮行程的上行階段，氣缸內的壓力可以得到控制，抑制爆震的發生。

　　與馬自達發動機使用電動VVT不同的是，日產1.2L發動機仍然依靠建立在傳統的液壓系統上的可變正時技術來實現進氣門的調整。

編輯總結：

　　通常我們認為讓發動機進更多的氣就能夠壓榨出更多的動力，其實不然，噴油量也要與進氣量相匹配，這樣才能獲得正常的空燃比，以此釋放動力，這樣來看，盡管排量小，但為了獲取更多的動力，還要為氣缸提供足夠的燃油，換句話說，增壓器在不介入工作時，發動機處在小排量發動機省油的狀態，而通過加裝電磁離合器控制機械增壓器的方式，讓這臺1.2L發動機也要面臨著增壓器介入轉速的問題了，這樣的設定對于一臺小排量三缸發動機而言也是個不錯的解決辦法，至少讓機械增壓器在這種級別發動機上也能夠有用武之地了。（圖/文汽車之家李博旭）

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　　在網友的評論中我看到有人提出為什么不直接用渦輪增壓器的觀點，這是一個很好的問題，在寫這篇文章的時候我也想過這點，只不過礙于官方沒有發表有關說明，所以文章也就不便給出結論。但我也想說說我的看法，順便跟大家討論下。

　　從結構上來說，渦輪增壓器是由發動機排出的廢氣推動渦輪葉片產生增壓效果，不過，只有發動機轉速達到渦輪介入工作的需求后，渦輪才會對發動機起到積極的作用，換句話說，在低轉速情況下，渦輪葉片會對排氣產生一定的干涉，這就不利于發動機的動力輸出，特別是對小排量三缸發動機的影響可能會更大，與其這樣，還不如使用機械增壓器并加入一套控制系統來的更直接，一方面解決了低轉速下的動力損耗，另一方面也可以擺脫對供應商的依賴。