首先说明,认为涡轮增压可以通过提供更多的空气“使燃油燃烧时能有更多的氧气,燃烧就更充分”或“提高燃烧效率”的说法是完全不成立的。汽油发动机都是工作在空然比接近于1的情况下,过稀的混和气会使得排气温度升高或者根本无法点燃。涡轮增压发动机在高速高负荷工况下甚至要提供过浓混和气(lambda 0.75-0.8)以降低排气温度 ,保护排气系统。现代发动机,无论增压与否,燃烧效率已经很高了(95%以上),没有必要也不可能提升。不断纠结于燃烧效率(combustion efficiency,Qc/Qlhv)的人请自行wiki。至于本问题下的其他答案,负责任的说,答题人都无法使用和解释发动机领域的专有名词,基本上处于入门车迷的水平。

现在回答问题:汽油发动机其空燃比通常是一定的,所以多进空气就一定多喷油。至于单位燃油产生的功率是不是大了——单位燃油产生的热量可以看作不变,但是热量转化为发动机的输出功,是随着发动机转速、负荷的不同变化的。燃油燃烧发出的热量,除了转化为发动机的输出功外,还要1、克服泵气损失;2、克服摩擦损失;3、克服散热损失;4、驱动发动机附件。这些损失通常都是与转速和负荷直接相关的。所以不能笼统地说单位燃油产生的通过曲轴传输出来的功率在增压前后是怎么变化的。

PS:
涡轮增压有可能提高发动机热效率( thermaldynamic efficiency,W/Q),以节省燃油。以下假设可以说明部分问题:
一台1L自然吸气发动机假设额定输出功率50kW,摩擦功假设40kW,散热等损失40kW,无附件损失。那么这台发动机的热效率是50/(50+40+40)=38.46%
涡轮增压后,进气歧管压力提高一倍(2bar,绝对压力),额定输出功率达到80kW,增加60%,假设燃烧效率(combustion efficiency)与自然吸气相同,因摩擦功损失是转速的强函数,是负荷的弱函数,那么摩擦功上升不会高于60%(假设60kW),散热损失上升也不会高于60%(同样假设60kW),那么这台发动机的额定点的热效率是提升的,为80/(80+60+60)=40%,提升了1.54%。
(这位客官说了:什么?忙活这半天就提高了1.54%?搞笑呢?
确实没。虽然我们这个假设保守了一些,但是内燃机从诞生以来效率无不是通过这一点一滴才发展到现在的35%左右的。也就是说咱辛辛苦苦加一升油快八块了都,结果只有大概两块五是花在咱身上的。)

但是事情不是绝对的,在高速高负荷工况,为限制排气温度,通常需要提供过浓混和气,通过蒸发燃油(这一部分燃油不参与燃烧)达到降低排气温度的作用,因此全速全负荷的油耗较高。
在一些部分负荷下(歧管压力小于1bar),由于涡轮在排气系统中的产生阻力,造成排气背压提高,泵气损失增加,不见得比自然吸气发动机比油耗低。
在开发评价体系中,通常用发动机经常运行的几个工况点来评价发动机的燃油经济性,如(2000rpm,BMEP=2bar)等。

发动机的燃油经济性和整车的燃油经济性不是一回事。发动机的燃油经济性指的是比油耗,g/kWh;整车油耗通常是百公里油耗,L/100km。整车的油耗是通过结合发动机和传动系统整车匹配来实现的。装了比油耗低的发动机的车不一定省油,装了不省油的发动机的车不一定费油。

目前主流发动机和整车都在走低速化小型化的道路,主要就是为了降低摩擦损失,提升整车燃油经济性。
小型化,和低速化,增压是一个主要实现方式。
整车的燃油经济性还是要靠发动机与传动系统匹配完成的。通常自然吸气发动机高效率区域出现在高负荷中高转速,一般城市甚至高速工况都无法在此区域内工作;而增压发动机的万有特性高效率区域可以出现在比自然吸气发动机低负荷低转速的区域,通过合理的传动系统匹配,可以让整车工作在这一区域或者尽可能靠近,从而达到节省燃油的目的。这才是增压小型化低速化的关键。

— 完 —

本文作者:彭森

【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)

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