新未名空间

agnis 写了： 2025年 8月 11日 21:34 你跟泰国仔是两路人，没法讨论下去，谁也说服不了谁。

喔，他是泰國人？怪不得推崇垃圾日本小排量。
我們美國大德州人，根本就不會考慮小車。我身高6英尺，LD身高5尺8寸，兒子八歲就已經4尺8寸，怎麼可能全家擠在小破卡蘿菈裡面？

geniushanbiao 写了： 2025年 8月 9日 22:56 高速cruise需要的动力其实很小。实际上涡轮增压发动机出现的原因就是因为正常行车的动力demand会在一个很大的范围内波动，我们希望发动机能够handle一个更大的区间。简单讲，我们希望需要大动力时候发动机能吸入相当于5.0L自吸的吸气量，也希望怠速时侯需要的进气量接近0。这就是涡轮增压的意义。

正解 我以前的2.0t小涡轮有个仪表盘 我观察我老婆开车涡轮很少启动 经常开出自吸2.0的油耗

Fighz 写了： 2025年 8月 11日 21:51 正解 我以前的2.0t小涡轮有个仪表盘 我观察我老婆开车涡轮很少启动 经常开出自吸2.0的油耗

这其实也是为什么现在的排量越来越小。排量越小怠速以及低转速吸气才会越小，而高转速输出可以通过增大增压来实现。简单说PV=nRT，只要你的中冷器足够强能降低T，涡轮足够强能够增大P，就能用一个比较小的V实现更多的n。

跟不上时代的唯排量论的这帮人是理解不了这个的。

geniushanbiao 写了： 2025年 8月 11日 22:03 这其实也是为什么现在的排量越来越小。排量越小怠速以及低转速吸气才会越小，而高转速输出可以通过增大增压来实现。简单说PV=nRT，只要你的中冷器足够强能降低T，涡轮足够强能够增大P，就能用一个比较小的V实现更多的n。

跟不上时代的唯排量论的这帮人是理解不了这个的。

我作为一个外行，仅仅凭基本常识和实际测量观察说话：
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（1）涡轮的压气增强了进气的压力和速度，而且极为稳定（不像自吸要看天），导致了燃烧室进气管路非常容易设计，燃烧温度高得多，提高了整体燃烧效率（也需要强化的活塞连杆）。这个效率稳定性和降低成本（燃烧室CFD 极度烧钱）超过自吸

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（2）涡轮压气机利用比较免费的排气能量，压气机功率非常恐怖，等于发出大排量能力的小排量，我们都知道大排量惯量、摩擦、气门阻力、零件数量、直接和间接增重量，比小排量费油不可避免，最好就是小排量体型大排量马力。如果是飞机就更加无比重要！

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（3）涡轮的排气噪音很小，涡轮发动机最明显最明显的：排气噪音大大减小，要听排气声音激情的话，涡轮远远不如自吸，因为速度都给涡轮吃掉了，不像自吸是一个个高速脉冲，涡轮是一个稳定漫流。这太明显了，只有不懂车的才不知道

排气出口温度区别不大，但是涡轮header 温度远超过了自吸header，ΔT也增大。注意：四冲程公式不含排气温度，四冲程的扩张率也不可能吃下排气温度，所以涡轮利用排气的扩张减温旋转，虽然单级离心涡轮很微小，但是是绝对净赚，这是自吸发动机把能量直接完全浪费打进空气的。

涡轮本身就是最高效最高效的Δk 和ΔT 都免费赠送给你了。涡轮相当于最高效的蒸气涡轮机发电站的涡轮，都是消耗蒸汽或燃气的速度和温度发电么？这就是把本来浪费的免费利用了。当然还有一个更重要的，后面说。。。

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（4）Δp，涡轮在利用动能和温度的同时，肯定会增长排气压力（因为有这个负荷，涡轮才会在排气歧管得到更过高温度可以利用），通常在低负荷买菜没有可见增加，发动机中负荷3000rpm以上开始出现，最高出力7000-8000转，排气压可以达到进气压的2倍。增压30psi，排气面临60psi 压力。

补充一点不要以为自吸没有排气压，自吸歧管排气阻力普遍2-4psi。和低速时涡轮机没有区别，但高速时小得多（进气压当然也小得多）。要想没有排气压，就只能像古代radial 一样，individual runners，那才是自吸的极限但能把司机都给吵死。（低速没有scavenge 可能不怎么样，高速时排气压定常接近0）

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（5）汽车涡轮一般是单级离心涡轮，效率不如轴流，轴流是在优化工况极高效的。汽车工况复杂，不像飞机可以为高空巡航很稳定优化。但是一旦能加入多级轴流，就是立即高效，比如

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（6）就不说可变几何之类高设计成本了。就说一个最简单的，电动wastegate 现在是大路货，非常理想的排气阀门控制，无数人使用。只要厂家放开了用，未来涡轮循环机制可以无穷方法无穷优化


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综合来说，我对OP 的意见不同在于，我认为涡轮出力虽然帮助发动机出力，而且这个出力非常恐怖发动机600hp 涡轮压气可能是几乎免费的200-300hp，600hp油耗轴上总运动力达到800-900hp当然高效，但是毕竟压气机不做在主轴驱动轮子只能算一个循环细节，似乎不能算在整体热效里面。反而增加排气出口压力等于CR降了2.0。另外涡轮动力远远不止200-300hp，随着转速增高会迅速超过活塞可以承受的极限，所以高功率最适合涡轮发力的时候，反而wastegate 又把大部分排气能量放掉，和自吸一样浪费，不浪费那么多而已。


当然，直接算整体热效轮子功率+压气机功率，涡轮远远超过了自吸，这没有什么好说的把自吸浪费掉的排气收回一部分。但我不认为可以使用基本四冲程公式，更准确应该用机体四冲程+Brayton 涡轮方程。当然，作为混合，机体机器增压排气也不得不增压，Brayton 进气等于把机体作为燃烧室。

普通汽车涡轮减小发动机排量（惯量、摩擦、气门阻力、零件数量）省油，改善进气省油（等于比自吸喇叭进气还高效涡流得多），现在涡轮机CR 和自吸完全相当无区别了同样省油，但是排气增压等于踩到高转7000转时CR比自吸还是低了2费油。整体是更省油的但是重点在于：高端卡车把涡轮直接连接到了曲轴和变速箱，高端赛车直接用涡轮带动发电机混动轮子，这就很恐怖了，排气用燃气轮原理回收到轮子上。本来wastegate 放掉的能量直接作为负载，和原来的能量一起加到轮子和发电机上。

A study by Simmons and Giakoumis [4, Nova Science Publisher: New York, NY, USA, 2017] suggests turbochargers accounted for 33% of net fuel savings from all technologies among new vehicles sold over two representative years in the United States.

就说简单的现在卡车、赛车，使用双涡轮双级离心+轴流涡轮！！！（当然现在主要为了package，未来优化高效的可能性和上限大大提高了。别说什么轴流太局限于最优工况，只要有电子wastegate，想怎么优化全都随便你，普通人不需要专家就能随便设计）Merc F1赛车极限热效达到了一次53%。。。


另一种是用更多的是双涡轮。当然更简单了，现在双涡的车多了去了。其中一个驱动发电机或直接驱动轮子。双普通离心涡轮的好处是控制管路更容易，真的白菜价了，DIY新手 / 或路边低端排气管店 焊个不锈钢管甩一个E-wastegate，就做完了。



只要复合了涡轮驱动轮子，用四冲公式就不太直接，低速=一台进气效率更高，涡流完善的自吸；高速=一台效率较高的自吸+一台级数较少，工况复杂但是用完全免费的排气剩余动能/温度来发电的Brayton。等于四冲效率+Brayton效率 的联合效率（和现在发电站是发电效率+循环利用效率一个道理）

虽然现在民用小车用得很少，但未来成本会越来越低没理由不用：（1）如果涡轮成本继续降低现在Holset 无锡$100地摊货，增加一个更便宜的驱动用涡轮简直可以忽略。更便宜因为把整个压气机都省掉了，加粗加长主轴和轴承就完了。（2）齿轮传动便宜不下来，但发电机可是很便宜。（3）管路和控制更不用说，随便找个现在的普通排气管店、涡轮店都能做。

（自吸如果要走一样的目标，成本就极为恐龙！！！。。。如果用自吸达到效率不可能，功率就更不可能了。需要极度优化，特性设计的形制变X态活塞和汽缸和各种零件，全都匪夷所思，边际成本就更加匪夷所思。我也更喜欢自吸，排气是高速脉冲比涡轮稳定呜呜好听多了，但涡轮白菜价、安装简单，真正是穷鬼车党的希望和脊梁）

现在比较硬扯比较初级的卡车复合，在任何功况下不管日常买菜还是高速拉货稳定改善耗油5%-15%。自吸？永远永远都不可能，最高效的内燃机（大型机，涡轮和外部压气机增压，压燃二冲程）热效达到了60%！！！ All two-stroke diesel engines require artificial aspiration to operate, and will either use a mechanically driven blower or a turbo-compressor to charge the cylinder with air. 自吸做梦也不可能。

自吸买菜可以比涡轮更省油，因为既然现在的涡轮没有复合到轮子上，那么毕竟是多增加了一个涡轮压气机的阻力，如果低速时小排量自吸已经足够了根本不需要增压，小排量涡轮低速压气机这时也没有明显进气改善，假设CR相同进气道燃烧室都设计良好，如果这种工况下，那么自吸高效（省去涡轮阻力）。一般大排自吸热效远逊于小排涡轮，但高输出时自吸排气压4psi，涡轮排气压60psi，等于涡轮CR降低了2.0， 减少了大排自吸的劣势。对此：（1）如果使用电动wastegate 低速无法起转时避开涡轮，涡轮和自吸一样，但是要加个E-gate 小成本。（2）初次以外，原理上即使不复合也是涡轮可以更好，就看厂家是按经济还是按性能来设计调试。




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外行瞎扯到这一步了，就纯粹废话句turbo compound 是大量实用到卡车和赛车的科技，实际还是非常流行的，只不过对车厂来说，成本效益和PR 并不显著，不如老老实实赚hypes。

但工程师想的可不只是这些，（二冲程六冲程排放难达标不说）其实涡轮复合只是显性的。更深层的叫bottom cycle。不光回收废气，也回收冷却液。简单说（1）涡轮复合回收了废气速度。剩下的（2）废气温度烧冷却液，和发动机一起把冷却液烧成超高压蒸汽。（3）高压蒸汽推动Rankine （而不是Brayton）驱动轮子或发电机带轮子。（4）出来的低温蒸汽大面积冷凝降温。蒸发冷凝大幅提高冷却系统效果，涡轮复合提高进气效果，（5）可以再提高比功率，超小排量大功率。超小排量当然又省。

。。。当然实际不现实，系统太复杂占空间高成本，而且汽车司机要考锅炉 license，还要顶着恐怖的高压超温管道和大面积冷凝器。即使远洋轮都懒得这么麻烦复杂，直接二冲程柴油增压就能达到稳定50%热效。发电厂直接用涡轮机，不是做bottom cycle 而是把活塞机给扔掉。（但高效发电厂是燃气涡轮发电+废热蒸汽涡轮发电，联合循环发电，也是把蒸汽做bottom cycle 也是这个保底循环名词由来。 热效60% 最好的CNG 火力电站全都是这样的）

历史上和现在Reno，最强的活塞发动机统统是蒸发冷凝散热系统。就是说不管效率，至少发力非常恐怖