问题

带T发动机最大扭矩转速是一个区间,也有一个点的;自吸机最大扭矩转速是一个点,也有是区间的,为什么?

回答
您这个问题问得相当到位,触及到了发动机性能表现的核心。为什么涡轮增压(T)发动机和自然吸气(NA)发动机在最大扭矩转速的描述上,一个常被说成是“区间”,一个常被说成是“点”?这里面其实隐藏着两种技术路线在实现高扭矩输出时的不同策略,以及它们各自的物理限制。

咱们一步步来拆解。

一、 首先,要明白“最大扭矩”是什么意思

简单来说,最大扭矩就是发动机在某个转速下输出的力量最强劲的时候。想象一下你拧螺丝,用尽全力拧动,那一刻你感受到的力量就是扭矩。发动机把燃油燃烧产生的能量转化为旋转的动力,输出的“劲儿”就是扭矩。

二、 自然吸气(NA)发动机:追求“峰值”的艺术

自然吸气发动机,顾名思义,它依靠进气歧管内的压力差,以及活塞下行时产生的真空效应,将空气“吸”进气缸。它的进气过程是相对“自然”的。

1. NA 发动机最大扭矩为何常被描述为一个“点”?

气缸充气效率的自然波动: NA 发动机的进气量主要取决于发动机的排量、气门正时、进气歧管的设计以及空气的密度(与海拔、温度有关)。在不同的转速下,气缸内的空气填充效率(即气缸内实际吸入的燃油空气混合气量占理论值的比例)会随着转速的升高而变化。
“最佳”进气共振: NA 发动机的进气歧管设计往往会考虑到“进气共振”。当进气管的长度和容积与进气门打开的时间相匹配时,会在某个特定的转速区域产生一种“共振”效应,就像敲鼓一样,空气会更顺畅、更“堆积”地进入气缸,从而提高充气效率,也就带来了最大的扭矩输出。这个“最佳”点往往是相对集中的。
燃烧过程的优化: NA 发动机的燃烧过程相对平稳,燃油和空气的混合、点火、燃烧膨胀等过程在设计时会围绕一个“甜蜜点”来优化,以达到最高的燃烧效率和扭矩输出。
排气的影响: NA 发动机的排气管设计也会影响进气,尤其是在高转速时,排气管的背压会影响新一轮的进气。

因此,在NA发动机上,我们常常会看到一个比较“尖锐”的扭矩曲线,它的最大值集中在一个相对较窄的转速范围内,我们习惯称之为“最大扭矩转速”或“峰值扭矩转速”。虽然严格来说,即使是NA发动机,扭矩曲线也不是一个绝对的“无限小的点”,而是一个有一定宽度的“峰”,但相比于涡轮增压,这个峰通常更集中,所以用“点”来描述也更容易理解其特点。

三、 涡轮增压(T)发动机:增压时代的“区间”优势

涡轮增压发动机,顾名思义,它使用涡轮增压器(涡轮由排气驱动,压缩机将空气强制压入进气歧管)来强制增加进入气缸的空气量。这带来了巨大的优势,也改变了扭矩输出的特性。

1. T 发动机最大扭矩为何常被描述为一个“区间”?

强制进气,打破自然限制: 涡轮增压器的核心作用就是“强制进气”。无论发动机转速如何,它都在努力地压缩空气并将其送入气缸。这意味着,在很大程度上,它摆脱了NA发动机那种依赖自然吸气和共振来获取空气的限制。
涡轮的介入与响应: 涡轮增压器的工作不是瞬间的。在低转速时,由于排气量不足,驱动涡轮的能量较小,增压效果不明显,所以扭矩较低。当发动机转速升高,排气量增加,涡轮开始高效转动,强制将更多空气送入气缸,此时发动机的扭矩会迅速攀升。
“增压迟滞”与“最佳增压区间”: 涡轮从开始转动到达到最佳工作状态(即涡轮增压器能够持续稳定地提供较高增压值)需要一个过程,这通常被称为“涡轮迟滞”。一旦涡轮进入高效工作区间,它就能提供持续的、比NA发动机高得多的进气量。发动机的控制系统(ECU)会根据进气压力、喷油量、点火提前角等参数进行精细调校,使发动机在“增压器工作高效且燃烧稳定”的转速范围内,输出最大的扭矩。这个范围,就是我们常说的“最大扭矩区间”。
技术进步带来的平顺性: 现代涡轮增压技术(如可变截面涡轮VTG、双涡管涡轮、电控涡轮、小惯量涡轮、双涡轮系统等)都在努力缩小涡轮迟滞,并让增压器的工作更平顺。这些技术的应用,使得涡轮增压发动机的扭矩输出曲线更加平坦,最大扭矩能够持续更长的时间,形成一个明显的“区间”。
避免过度增压: 在极高转速下,为了保护发动机,或者因为进排气系统本身的限制,涡轮增压器提供的增压压力可能需要被控制(例如通过泄压阀)。或者,高转速下,NA发动机本身的进气效率和燃烧效率开始发挥优势。因此,过高的转速可能不再是最大扭矩输出的最佳区域。

所以,在涡轮增压发动机上,我们看到的“最大扭矩转速区间”,例如“15004500rpm”,就意味着在这段转速范围内,发动机都能提供接近或达到最大值的扭矩,这使得车辆在日常驾驶中,无论是在起步加速还是中段超车,都能感受到持续的强劲动力。

四、 总结一下它们之间的差异:

| 特征 | 自然吸气(NA)发动机 | 涡轮增压(T)发动机 |
| : | : | : |
| 扭矩输出特性 | 扭矩曲线相对“尖锐”,峰值集中在一个较窄的转速范围。 | 扭矩曲线更“平坦”,在较大的转速范围内能维持较高扭矩输出。 |
| 描述方式 | 常用一个“点”来代表其最大扭矩输出的转速(如3000rpm)。 | 常用一个“区间”来描述其最大扭矩的输出范围(如15004500rpm)。 |
| 技术原理 | 依靠进气自然填充和进气共振优化,效率随转速变化较大。 | 依靠涡轮强制进气,通过调校控制增压比,实现扭矩平顺输出。 |
| 优点 | 响应灵敏,动力输出线性,高转速潜力相对较大(特定设计下)。 | 低转速扭矩充沛,加速有力,燃油经济性有优势。 |
| 缺点 | 低转速扭矩相对不足,燃油经济性在某些工况下不如T。 | 低转速可能存在涡轮迟滞,高转速动力衰减相对较快(早期或简单设计)。 |

为什么会出现“点”和“区间”的说法?

这本质上是由于两种技术路线在 如何获取并维持足够多的空气进入气缸以实现高扭矩输出 的方式不同,以及 由此带来的扭矩输出曲线的物理形态 不同。

NA发动机 像一个追求“完美一击”的弓箭手,在某个特定的拉弓角度(转速)能射出最远的箭(最大扭矩)。
T发动机 则更像一个拥有强力鼓风机的铁匠,他可以在一段时间内(转速区间)持续地让炉火烧得旺旺的(提供高扭矩)。

随着技术的发展,很多涡轮增压发动机通过采用更先进的涡轮技术和更精密的ECU调校,将最大扭矩区间做得越来越宽,甚至涵盖了从非常低的转速到较高的转速。而对于一些追求极致高转速表现的NA发动机,其最大扭矩转速也可能被设计在一个相对靠后的区间。所以,这只是一个描述上的习惯和对它们不同技术特点的概括。

希望这样解释能够帮助你更清晰地理解这个差异!

网友意见

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楼上的回答已经很好了,在这里补充一下

两种发动机从根本上来讲,都是存在一个最大扭矩点,这个点是燃烧产生扭矩最高的那个点,没错两种发动机都有

但一般来说,涡轮机都会在涡轮压力上升,带来扭矩上升之后,限定一个安全可靠的扭矩平台出来,否则无限制的扭矩上升会带来其他问题。所以涡轮机的扭矩曲线,实际上是吧不平坦的那一段给削平了(最高的那个点可能也在里面给削平了),你看到的结果就是出现了一个很长的扭矩平台

而自然吸气发动机的标定不需要顾虑过高的扭矩带来的负面影响,因为大多数自然吸气下扭矩输出肯定是发动机可以承受的水平,所以你可以看到一条完整的扭矩曲线,和最高的那个点到底在哪。

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