涡轮增压出现在汽车上始于上世纪60年代中期,而在肌肉车时代,所谓没有什么能够替代排量的说法,意味着拥有更高排量引擎才能实现更大的动力输出。
然而,涡轮增压引擎证明在许多情况下,小排量也可以实现更大的动力输出,同时还可以提高燃油效率,减少排放。
简单来说,涡轮增压为发动机提供高压力、高密度以及富氧空气,以实现更完全的燃烧过程和增加动力输出。涡轮可以利用发动机废气驱动涡轮增压一侧的涡轮风扇,另一侧通过一根轴连接,另一个风扇或压缩机则吸入新鲜空气,将压力加大,并强制送入发动机。
对涡轮增压引擎进行适当维护是必要的,一般情况下,维护良好的涡轮可以使用长达25万公里以上,一些甚至可以达到35万公里,而现代涡轮增压引擎通过技术改进往往比老款更加可靠。
以下是历史上最可靠的10款涡轮增压引擎,排名不分先后。
Arthur / 酷乐汽车
2015年,Honda首次在Civic Type R中引入了2.0升VTEC涡轮增压四缸引擎,两年后在雅阁中推出了低功率版本。该引擎采用一体铸造铝合金缸体,配有铸铁缸套,带有加固盖的主轴承上固定了一个轻量化锻造钢曲轴,曲轴采用微抛光以减少摩擦。
其他减重部件包括轻量化活塞和低摩擦钼涂层,由热锻造的高强度钢连杆推动。
这款涡轮增压2.0升引擎还采用了铝制气缸头,与水冷排气口相连,可降低排气温度。引擎还配备了Honda的VTC和i-VTEC,可以调整排气阀升程、正时和持续时间,以减少涡轮滞后。
而安装在MK5 Civic Type-R上的K20C1在每分钟6500转时可产生306马力,扭矩为每分钟2500转时400Nm。
尽管K20C1引擎存在一些潜在问题,但其可靠性异常出色,这台引擎被授予"登月里程"的地位,意思是指它的里程足够可靠,可以拥有地球到达月球以上的距离(月球与地球的平均距离为38万公里)。
经过适当的维护,K20C1普遍可以达到25万公里。
2011年,BMW推出了S63高性能引擎,取代了N63,并装在2010年的E70 X5M和E71 X6M上。BMW对N63引擎进行了几项基本改进,包括从标准涡轮升级到双涡流涡轮,并配备了可调排气歧管。
其高性能涡轮采用了两个排气气室来驱动涡轮的不同部分,这种设计可以使涡轮更快地旋转,提供最大1.17Bar的增压,比N63高50%。
其4.4升双涡轮V8与七速自动变速箱或六速手动变速箱相匹配,产生560马力。新引擎不仅可以产生更多的动力,而且改进了N63的大部分机械问题,使其成为历史上最可靠的涡轮增压引擎之一。
S63采用了创新的V8引擎设计,涡轮增压和排气歧管位于气缸间隙形成的空间中,这种配置缩短了热空气从尾管到涡轮增压的路径,可以使零件保持冷却,并加快旋转过程,减少了涡轮滞后。
BMW仅将S63安装在M系列的顶级车型中,包括X5M、X6M、M5、M6和M8,比如2022款BMW M5 CS可以输出635匹马力和750Nm的扭矩。
奥迪的2.5升TFSI(涡轮增压分层燃油喷射)五缸引擎是大众集团开发的先进而可靠的引擎,奥迪为其采用高质量材料和零部件来打造,该引擎能够抵御极端驾驶条件和高功率输出调校。
该引擎赢得了不少国际年度发动机奖,被评为2至2.5升类别中最佳发动机,该引擎具有几个特点。
其紧凑轻量的设计重量仅为160公斤,引擎采用铝合金缸体,适用于各种奥迪发动机舱,每缸四气门的DOHC气门控制采用奥迪的气门升程系统(AVS)进行可变气门升程调整,可以对燃油效率和性能提升有所帮助。
TFSI技术可以更有效的将燃料进行燃烧,并且提高了压缩比,改善燃油经济性,减少了排放,并增加了动力输出。2.5升TFSI五缸引擎采用2.35Bar压力,并对涡轮增压进行排气冷却,促进了最大气流和最小节流的损失。
在2022款奥迪RS3中,这台搭载全轮驱动和七速自动变速箱的2.5升五缸引擎在每分钟6500转时产生401马力,扭矩为每分钟3500转时500Nm,零百加速仅需3.3秒,400米加速测试用时11.8秒,最高速度为255公里/小时。
保时捷是一家以生产高科技、高性能跑车而闻名的德国汽车品牌。
如今的保时捷车系基本含有六种不同的型号,每种型号都有多个版本 —— 保时捷911、718、Cayenne、Panamera、Macan和Taycan。
其实保时捷车型很耐用可靠,从市面上大量930、993还有各类更老的保时捷911就能看出,哪怕是经常下赛道,其可靠性也是不错的。保时捷表示,公司生产的大约有三分之二的运动车型至今仍存在,仅911车型系列就有大约15万辆车仍在行驶。
2022年,JD Power连续第二年将保时捷911评为"最省心的车型",而Cayenne则在大型高端SUV类别中赢得了可靠性奖。
而经过良好维护的911完全可以在15万公里内运行而无故障,甚至大多数保时捷车型都能持续行驶超过25万公里。
保时捷在2022年的911 Turbo和Turbo S上配备了双涡轮3.7升水平对置六缸引擎,Turbo车型的功率为572匹马力,Turbo S车型的功率为640马力。这款引擎帮助将2022年的保时捷911排名列入JD Power评定的前五名豪华品牌之列,排名高于许多竞争对手,包括宝马、奔驰、奥迪、讴歌和捷豹。
几乎没有哪个汽车制造商能像萨博一样利用其飞机技术来推广汽车产品,"人车合一,贴地飞行"这一口号很脍炙人口,萨博的口碑在瑞典本土乃至整个欧洲都是不错的,尤其是在推出了萨博900 Turbo三门车型后。
1984年萨博推出了B202引擎,其为现代涡轮增压引擎设定了行业标准。据报道,萨博的B202引擎是历史上最耐用的性能四缸引擎之一。虽然引擎容易发生正常的缸盖垫片故障,但其缸体的耐受已经证明可以在仅进行常规维护的情况下可靠地运行150万公里至少。
2.0升涡轮增压和采用中冷的B202I采用燃油喷射和16气门气缸盖,配备了双顶置凸轮轴和液压气门升程器。同时匹配Bosch LH-Jetronic和萨博APC系统组合而成的电子发动机管理系统来控制燃油供应。
B202的功率因车型而异,最大功率从160马力到185马力不等,最大扭矩从255Nm到270Nm不等。
Subaru的EJ20系列在斯巴鲁引擎里算是很可靠的,EJ20E是该系列中最著名的引擎。尽管EJ20引擎的早期版本(从1990年代末到大约2007年)可能会发生造成严重损坏的缸盖垫片故障,但后来斯巴鲁已经纠正了这个问题,更现代的EJ20引擎寿命至少可以在15万公里以上,只要你按厂家要求维护保养。
1989年,Subaru推出了该公司的第一款高性能引擎,即EJ20涡轮引擎,其首次出现在Legacy RS/GT中。
Subaru Legacy Wagon 2.0升Turbo四缸引擎采用每缸四气门、双顶置凸轮轴气门机构,产生197匹马力峰值转速为6000转/分钟,扭矩为每分钟3600转时的245Nm,匹配四速自动变速箱。
1992年,Subaru还将GC/GF系列的Impreza WRX配备了EJ20涡轮增压引擎。
EJ20涡轮采用了水平对置发动机结构,这种结构不需要平衡轴,涡轮版本引入了轻量化的铝制曲轴箱和气缸盖,气缸行程与缸径为92毫米与75毫米,实现两升排量,从而提高了最高转速、峰值扭矩和高转速时的马力。
其采用的多点燃油喷射系统、分组点火和爆震感应也有助于性能的可靠性与稳定输出。而Subaru的2.5升引擎系列,无论是自然吸气还是涡轮增压版本,也都被证明是强大而可靠的存在。
大众涡轮增压2.0升EA888引擎,拥有很好的耐久性和可靠性,经历了这么多此迭代,EA888已经是大众最著名的引擎系列之一了。
该引擎配备了加强气缸盖、锻造连杆和高强度曲轴,于2004年推出,经过多次改进和升级,已成为市场上最可靠的引擎之一。
大众是涡轮增压技术发展的先驱者,其最好体现就是最新的高尔夫GTI和高尔夫R引擎盖下的EA888引擎。作为迄今为止大众最先进的引擎之一,这款2.0升四缸引擎在高尔夫GTI中产生241马力,高速公路上的燃油经济性为34英里/加仑(6.9升/百公里),在高尔夫R中则产生315马力,根据美国环保署估计,燃油经济性为30英里/加仑(7.8升/百公里)。
EA888引擎采用链条驱动双顶置凸轮轴,每缸四气门,连续可变气门正时和气门升程可确保迅速排出废气,使涡轮增压器能够快速启动,从而在非常广泛的转速范围内实现迅速扭矩输出。
EA888采用独特的排气歧管设计,以更好地管理排气流的热量,并采用特殊的高温耐受涡轮增压器,以最大限度地提高效率并提供最大增压。
福特双涡轮EcoBoost 3.5升V6引擎是福特产品线中使用场景和频率最多的引擎,其用于各类中型和全尺寸轿车、皮卡、SUV、多用途车辆,甚至是超跑。
该引擎于2010年首次在林肯MKS上推出,是从福特Duratec 35 V6引擎发展而来,采用V型构造的双顶置凸轮(DOHC)设计,而在F-150皮卡上福特将EcoBoost 3.5升V6与一对BorgWarner K03涡轮增压器配备在一起,旋转速度可高达每分钟17000转,产生最高15psi的增压。
而福特探险家的横置发动机则采用一对Garrett GT1549L涡轮增压器,最大增压为11psi。
福特于2015年对EcoBoost 3.5升V6进行了重大升级,添加了顶部燃油喷射,并为涡轮增压配备了电控废气门,电子废气门可以独立控制,以实现最大的灵活性,其比依赖于来自引擎的机械空气压力来激活涡轮增压的气动版本更优越。
新涡轮增压还通过采用更轻的转轮和更尖锐的叶片角度进行重新设计,以获得更好的响应,并增加了2.5psi的增压。
福特解决了2010年至2017年第一代EcoBoost 3.5升V6的大部分可靠性问题,第二代平衡了功率、扭矩和性能效率。如果车主能够遵循维护时间表、使用推荐的机油,并及时解决问题,EcoBoost 3.5升V6可以持续行驶30万公里或更长里程。
Supra是丰田高性能和高可靠阵容中的明星车型,这在很大程度上归功于2JZ-GTE直列六缸引擎的卓越性能。
原厂提供的双涡轮增压帮助3.0升2JZ-GTE,日规版本的Supra遵守君子协议最大马力280匹,最大扭力431Nm;美规版本有325匹马力、441Nm;欧规版本达到了最大的330匹。
2JZ如果进行适当的维护,使用优质的机油和滤清器,可以轻松达到50万公里以上的行驶里程。
在工程设计中,产品设计总是存在权衡,没有产品可以具有无限的耐久性、无限的可持续性、百分之百的效率和低成本。轻型结构通常导致刚度下降,而精致的机构在长时间磨损后也会丢失效率。
丰田设计2JZ引擎时,工程师们将耐用性和可靠性作为首要考虑因素,其设计为封闭式发动机,具有更强大的气缸,可以处理极端的涡轮增压。锻造钢曲轴增加了额外的强度,底部的加强横梁增加了刚性。
此外,三层钢垫片能够承受高增压压力而不会出现故障。
然而,尽管原厂2JZ引擎非常可靠,但在后市场上,该车在定制改装时可以产生远远超过额定功率,比如500匹甚至1000匹,但可靠性会有所下降,而目前经过改装的2JZ-GTE已经可以轻轻松松产生2000马力以上了动力,但故障风险也相应增加。
日产RB26DETT在1985年至2004年间制造,与丰田2JZ-GTE展开竞争。
这两款强大的直列六缸发动机已经成为传奇般的可靠引擎,在公路车辆、赛车场和直线加速赛道上都表现出色。配备RB26的日产R32 GT-R在官方上产生280马力和350Nm的扭矩。
RB为Racing Basic,26是排量2.6升,D代表DOHC,E是electronic petrol injection电子汽油喷射,TT是Twin Turbo的意思。
RB26DETT设计之初是为BNR32 GT-R参赛当年Group A赛事的车型而量身打造的一款发动机。作为驰名世界的GTR专用涡轮机器,采用直列六汽缸DOHC、多喉直喷设计,在并列式双涡轮增压器的帮助下轻易达到280匹。
RB26EDTT气缸采用底子好、刚性高的铸铁成型,预留下来的也就是绝对的改装潜力,这种配置导致更高的转速、扭矩和马力,但是是以牺牲低扭为代价。坚固的曲轴加固件防止曲轴偏移并保持稳定,而独立油喷嘴使活塞保持良好润滑,并有助于冷却。
气缸头采用铝制,配备一个具有六个单独节气门的进气歧管,以改善节气门响应。二十四气门设计促进了引擎中更有效的燃烧效率。
尽管RB26DETT引擎的早期版本比平均水平更耗油,且油泵容易在高转速下故障,但新的发动机因耐久性和可靠性而广受好评。
RB26DETT双涡轮直列六缸引擎甚至被一些媒体称为有史以来最伟大的引擎,和2JZ一样,强大的动力潜力也导致了可靠性的减降低。
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今日日签
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