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裝了渦輪增壓器到底能提升多少馬力?

很多朋友都知道汽車屁股后面帶T,發(fā)動(dòng)機(jī)就在原排量的基礎(chǔ)上,動(dòng)力提升不少。例如我的邁騰1.8T,銷售員就吹噓有2.3到2.5的動(dòng)力。那么,到底如何計(jì)算提升多少馬力呢?

壓縮空氣提高進(jìn)氣密度,同時(shí)空氣的溫度也升高了。壓縮量越大,空氣越熱。當(dāng)然,非常先進(jìn)高效的壓氣機(jī)可以將增加的熱量控制到很小的范圍內(nèi)??傊?,所有的壓氣機(jī)都將使空氣溫度升高,這一點(diǎn)是毫無疑問的。并且在一般情況下,增加的熱量是相當(dāng)可觀的。因此,在進(jìn)氣歧管處將一般空氣14.7psi增壓到29.4psi,這種設(shè)定,毫無疑問既不能將氣缸內(nèi)的氣體密度加倍,也無法使動(dòng)力輸出翻倍。

首先我們來看一看壓力的兩種定義:

1.標(biāo)準(zhǔn)壓力(Gauge pressure):此單位是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為零點(diǎn),在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之上的度量單位。當(dāng)指代增壓引擎進(jìn)氣管中的壓力時(shí),稱為增壓值。

2.絕對(duì)壓力(Absolute pressure):在完美的真空狀態(tài)下的氣壓值,通常在海平面一般大氣壓力的絕對(duì)值為14.7psi,假如增壓5psi,則記為19.7psi絕對(duì)壓力。

在海平面情況下,增壓14.7psi,到底能夠增加多少動(dòng)力輸出呢?只需簡單計(jì)算如下

第一:計(jì)算增壓比,公式如下:

Bp = 增壓值(標(biāo)準(zhǔn)壓力)psi

Ap = 大氣壓力psi(這個(gè)數(shù)值來自你家中氣壓測(cè)量計(jì)的讀數(shù),或者你可以假設(shè)海平面位置的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為14.7psi,沒升高1000ft英尺,壓力下降0.5psi,以此來近似估計(jì))。

因此增壓比計(jì)算為2.0

下一步:我們需要確定進(jìn)氣端空氣壓縮后,產(chǎn)生熱量,空氣溫度上升的數(shù)值?為了能夠精確讀出壓氣機(jī)工作效率,我們需要讀懂壓氣機(jī)風(fēng)量圖(Compressor map)如下圖:

圖中渦輪增壓器的壓氣機(jī)最高工作效率為71%,逐步下降到62%。我們的引擎輸出最大馬力時(shí),要求壓氣機(jī)提供的空氣流量為426cfm(cubic feet per minute 每分鐘立方英尺)。從圖中可以看出,在增壓比為2.0的情況下動(dòng)力峰值出現(xiàn)時(shí)(輸出最大馬力),壓氣機(jī)在70%效率下工作。

下列公式計(jì)算空氣增壓后上升的溫度:

At = 環(huán)境溫度

E = 壓氣機(jī)工作效率

F = 表格中的因子

因此,假如大氣溫度為25攝氏度,渦輪進(jìn)氣端空氣溫度等于大氣溫度,那么增壓后的氣體溫度上升了:

實(shí)際增壓后的空氣溫度為Tr與At之和:

顯然,空氣溫度高達(dá)117度,密度下降是相當(dāng)可觀的。因此盡管空氣壓力翻倍,但是密度絕不可能是25度環(huán)境下空氣的2倍。

計(jì)算增壓14.7psi溫度為117.38攝氏度的空氣密度與25攝氏度標(biāo)準(zhǔn)大氣的密度比,公式:

Dr = 壓氣機(jī)密度比

At = 大氣環(huán)境溫度

Dt = 壓氣機(jī)輸出溫度

Pr = 增壓比

最后,在這個(gè)實(shí)例中,渦輪增壓器提高了氣缸中空氣密度為原來的1.53倍,53%。這表明增壓14.7psi,引擎的動(dòng)力輸出增加53%。這個(gè)數(shù)字是基于發(fā)動(dòng)機(jī)能夠承受這個(gè)增壓值并且使用了合適的高辛烷值汽油(高標(biāo)號(hào)),這兩個(gè)假設(shè)。

假如你的愛車最大馬力是200hp,那么200hp的輸出將增長為200*1.53 = 306hp。

對(duì)于排量,你也可以粗略的計(jì)算如下,1.8T = 1.8 * 1.53 = 2.75 (怎么樣有沒有被嚇到)。

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2013-10-29

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