燃气涡轮发动机效率是多少
1.5排量自吸车与1.5排量涡轮增压车谁费油？
1.5排量自吸车与1.5排量涡轮增压车谁费油？
假设：同款车整备质量完全相同_Turbo技术必然节油序，Turbo废气涡轮增压技术的普及，很多人认为这是为了让汽车更有驾驶乐趣，然而节油减排才是全球汽车领域的共同话题。任何以高性能为基础的技术都只会是小众，增压技术能成为大众市场接纳的模式则必然为实现节油。本篇将分为三节，通过马力功率扭矩三者之间的关系，详细解析推重比与油耗的概念。
基础知识1：国内汽车行业使用的「马力单位」为公制马力，标准为“1PS/1m/1s”，概念为1马力可驱动75公斤物体实现“1米1秒”的移动标准。在物体质量（重量）不变的前提下，2马力就能实现“2m/1s”的移动速度，反之在马力不变的前提下重量翻倍则为“0.5m/1s”。汽车的整备质量是不变的，那么也就是说发动机能输出的马力越大则车辆的加速能力越强且极速越快。
2：马力常常与功率混淆，然而这是两个能够换算的不同概念，换算方式为「1kw×1.36＝1SP」。功率的概念用专业术语也许会让很多人不理解，通俗的解释则为“做功的效率”，指一分钟内共计做功多少次！这里的“功”可以理解为内燃机每运转两周输出的一次【扭矩】，功率就是一分钟共计的“扭矩×次数”。
重点：功率计算的方式并不是那么直白。
功率＝扭矩×转速÷9549马力＝功率×1.36了解了「马力·功率·转速·扭矩」四者的关系后，是否能够总结出这么一个结论：汽车装备的发动机输出的马力越大，其加速性能就会越强；而想要让马力大的基础为提升转速，或者提升扭矩——这与涡轮增压技术节油有什么关系了？
如何节油？高转速×小扭矩（×）低转速×大扭矩（√）知识点：不论内燃机还是电动机，其转速越高功耗就会越高。举个最简单的例子，一分钟内挥拳100次可能会感觉到很疲劳，而一分钟内挥拳1000次可能会累到崩溃，之后就会吃更多的东西喝更多的水——因为消耗了更多的能量——单次的挥拳就像“做功转化的扭矩”，挥拳的次数可以理解为“转速”，在固定的时间内动作频率越高消耗的能量就会越高，所以发动机的高转速必然等于高油耗或电耗。
正确结论：想要让内燃机实现节油就必须做到「低转速×大扭矩」，直白一些的描述为“低转速实现大扭矩”，但是低转速如何才能实现大扭矩？——要知道普通的NA（normally aspirated-自然吸气）发动机不能实现这种状态，因其吸入的空气氧浓度与人呼吸的空气氧浓度相同，是常压下的“自然风”，所以才叫做自然吸气。而氧气又是燃油燃烧的基础，所谓的燃烧是碳氢化合物的氧化还原反应，这里又涉及到一个知识点-富氧燃烧。
「富氧燃烧」指利用“＞常压下空气氧含量”的空气为燃油助燃，常压标准的氧浓度为20.95%，富氧自然指高于这一比例的空气。等量的燃油与固定标准的空气反应是自然吸气发动机的标准，在限定时间内化学反应的强度（充分性）是弱一些的，说白了就是扭矩会小。而让这些燃油与浓度高的氧气反应，这就等于给燃油增加了“催化剂”，在相同的时间内反应的充分性更高则反应的强度更大，转化成为的扭矩也就越大了，这点从燃烧的火焰状态可以得到印证，同时以下图不同氧浓度对应的燃烧火焰温度也可以得到印证。
图1：氧浓度与火焰温度的关系
图2：燃烧状态下分子运动的概念（可理解为推动活塞运转的源动力-扭矩的基础）
Turbo_废气涡轮增压系统的意义通过第一节和第二节的解析，相信对于「大扭矩×低转速」可以实现大马力是不会再质疑了。然而NA机型无法通过“调节氧浓度”实现“改变扭矩基数”，能做到的只是通过提升转速以提升进气量，喷油量按照进气量计算也会同步提升。说白了自然吸气发动机是依靠拉升转速拉升扭矩，而高转速又等于更大的喷油量，所以这种机器的动力曲线只能是下图的标准。
以1.5L-NA机型为参考：最大功率80kw左右，峰值扭矩145N·m上下就算高水平了；重点是最大的扭矩要到4000rpm（转速）节点才能发力，在1000/3000rpm区间是线性的增长，这就造成主要代步转速区间的动力体验偏差——绝大汽车用户都会期望车辆的加速能力强一些，为了感受到合理的动力就要养成拉高转加速的习惯，所以“NA动力汽车”的油耗普遍偏高；而在用户发现问题后又要考虑如何降低油耗，结果只能去养成“保守的驾驶风格”以实现节油。
Turbo_增压技术可实现低转速高性能，因为增压器的本质是「空气压缩机」。涡轮增压器的驱动力来自内燃机运行过程中，必然产生的【高压排气】。气流通过管路引导到增压器涡轮的位置，高压气体会驱动涡轮以每分钟数万甚至超过十万的高转速运转；与涡轮刚性连接的还有一组叶轮，指布局在进气管路内的“压缩轮”。被吸入的空气在高转叶轮的作用下会被“压缩变小”，但是体积变小只是因为压缩了分子之间的间隙，并不会让分子减少——所以压缩空气中的各类分子数量都会增加，其中氧分子的增加是必然的结果，同时也是实现【富氧燃烧】的基础与结果。
重点：高压排气驱动涡轮属于“废气利用”，这不会增加发动机的耗油量。那么结果自然是高浓度氧气在相同的点火做功时间内，催化燃油以“更充分”的状态化学反应，转化出更大的扭矩——以「大扭矩×低转速÷9549×1.36」的公式标准实现【大马力】！那么如果某台1.5T发动机在2000转可以实现“1.5NA”发动机3500转的动力，这台车还会去频繁的高转速驾驶吗？排量相同则进气量与喷油量基数相同，相同排量的发动机一定是驾驶平均转速越低油耗越低，至此能得出什么结论了？参考下图吧。
总结计算假设两台车的整备质量相同，传动系、行驶系等等核心结构也没有任何区别的话，两车要以100PS马力实现相同的车速：1.5NA1.5T各自需要多高的转速呢？
1.5T_270N·m，反推公式得出的转速为2600rpm1.5NA_145N·m，以相同方式计算的结果为≥5000rpm至此应该再没有争议了：相同的汽车装备涡轮增压发动机肯定会更节油，不过现实情况中的实际节油标准并不明显，甚至有些车辆的油耗会更高——原因不在于理论与事实的冲突，而是用户习惯与整备质量的差异。
说明：同排量不同品牌的“同类型·同级车”，看似尺寸相当但整备质量可以有“100/500kg”的差值，其差异在于车身结构钢材用料的扎实程度。重车自然会有更高的油耗，因为车身每减轻100公里，百公里即可降低约0.5升消耗量；所以在分析对比之前一定要以“等重”为前提，否则得出的结论没有任何价值。其次由于涡轮增压技术也有效提升了性能，在适应了相对高性能车辆的风格后会养成相对激进的驾驶风格，深度踩油门的频率变化也必然会让油耗略高一些。
所以说如果能客观看待这项技术带来的行驶品质提升，同时善于调整驾驶风格的话，T动力汽车的油耗肯定会更低；反之如追求高性能也基本只是油耗与NA机型相当，就是这样喽。
编辑：天和Auto
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