涡轮增压发动机「越用越费油」，这种说法可信吗？

作者：薄荷汽车志
2020-05-13 07:06
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涡轮增压发动机为什么会比NA机型性能强油耗低？此问题找到答案就可以打破一切伪科学定论。很多人认为「T发动机」随着用车时间的积累油耗与性能表现会越来越差，这点是不能否认的事实；然而NA自然吸气发动机也是不例外，因为任何内燃机在长期使用后都会产生大量积碳，这种异物会造成燃烧不充分。那么撇开积碳的影响后，T机型的优势还会衰减吗？

进气方式决定领先优势

涡轮增压技术只是内燃式发动机的一种进气方式，增压器的本质是一台“空气压缩机”。其动力源来自内燃机正常运行时必然会产生的排气，也就是在排气管尾喉可以感受到的尾气。在排气歧管位置引出一条管路，将高压力的排气引至涡轮增压器的涡轮位置；于是高压气流就会推动涡轮高速转动，而涡轮又会带动叶轮高速运转，结构参考下图。

叶轮布局在进气系统中，在高速旋转的状态下可以将空气的体积压缩。

常压空气氧浓度为20.95%！压缩空气会有多高？答案是不确定的，因为不同的增压器会有不同的转速，压缩空气的程度会有较大的差异。不过这些都不重要，重点的是为什么要「压缩空气」呢？或者说压缩后的空气会有什么不同，这是解释这一问题的核心。

氧浓度&运动强度

假设常压空气中1m含有氧分子“2095个”，氧气是燃油的助燃气体。燃烧的本质是氧化还原反应（化学反应），在燃油量以及空气中氧分子数量均固定的前提下，燃油反应的速度自然也是固定的。反应的本质是各类分子以不规则的秩序运动，在产生推动力的过程汇中同步因摩擦产生热能——热能可以转化为温度概念进行量化，那么燃烧时的火焰温度越高是不是等于运动强度的越大呢？如果认可的话那这就等于发动机的扭矩越大，因为热能最终要推动活塞曲轴运转转化为扭矩。（参考下图）

在燃油量固定的前提下，似乎空气中的氧分子数量越多燃烧产生的温度就会越高。原因在于氧气是催化反应的气体，在固定的时间内催化气体的浓度越大，反应的速度当然也就会越快，这是什么概念呢？——固定量燃油在固定时间内通过“2095个”氧分子浓度反应效率低，结果只能转化为200N·m的最大扭矩；但如果氧分子数量达到“4000＋”，在相同的时间内催化气体的浓度提升等于增加了反应效率，结果则可以用同样的燃油反应出400N·m的最大扭矩。

说白了氧浓度的提升是改变了分子运动的状态，是让分子吸入更多氧气变得兴奋，在相同的时间内“撞击”出更大的动能——涡轮增压器/空气压缩机，其功能是让氧浓度变大。因为在常压下1m空气中含有“2095个氧分子”，但如果把1.5m的空气给压缩成1.0m的大小（体积），压缩的只是分子之间的间隙（空间），分子的数量并没有变化。结果则是压缩后的1m空气中含有“3142.5个氧分子”，这不就等于增加了催化气体的浓度，实现“激活分子潜能”提升“撞击力”（扭矩）的目的了嘛。

综上所述：这种增压提高氧浓度的燃烧方式叫做「富氧燃烧」，等量的燃油与富氧状态燃烧总能够产生更大的热能，也就是扭矩始终会有很大的优势。马力的计算公式为【（扭矩×转速÷9549）×1.36＝PS】，公式说明了在转速不变的前提下扭矩越大马力越大，同时说明了在马力需求相同的前提下，扭矩越大转速就能越低——低转速等于低油耗。那么在涡轮增压器始终可以正常运转的前提下，涡轮增压发动机有什么理由会出现性能越来越差或油耗越来越高呢？这是没有任何道理的说法，只是NA阵营自我安慰的伪科学的“泼脏水”而已。