粗略算,大气压力每1000米下降10%,气压下降10%,对na来说同条件下进入气缸的气体质量也减少10%,功率下降10%。
注意这里说的是最大功率:现在用电子节气门,节气门开度随大气条件进行修正,始终按照驾驶员的扭矩需求打开,也就是说在平原上比如需求100Nm,开5度,上了高原根据气压温度自动修正到8度,还是输出100Nm,所以普通的小负荷驾驶,驾驶员是不会感受到动力性变化的。
但是一些高负荷区域动力输出是会降低。比如在平原上的某一转速部分油门开度能输出150Nm,上了高原,节气门要增加开度才能输出这一扭矩,但是即便增加到全开,进气歧管压力仍低于平原上同样扭矩需求的歧管压力,这时就会感受到动力下降了。
而涡轮增压器天然具有高原动力补偿的能力。因为高原气压低,涡轮后的压力低,而涡轮前的排气压力和温度基本不变,造成实际的涡轮膨胀比和输出功率都高于平原,因此涡轮转速比平原上高。这份更多的功用来驱动离心压缩机提供更高的压缩比,因此能够大部分弥补大气压力降低对最大功率造成的影响。
下图是同一发动机平原和某一海拔的高原外特性(不同转速,全油门)在离心压缩机map上变化的示意图。
蓝色是在平原上,红色是高原。蓝色点是平原额定功率点,红色点是保持最大功率不变,增压器在高原上发动机最大功率的运行点
如果通过涡轮增压器标定保证不降低功率,那么上了这一海拔的高原,增压器的工作状态会从蓝色升高到红色,可以看到,不管是折合体积流量,压比,还是转速,都上升。
增压器的工作极限为surge喘振,choke阻塞,和max speed最大转速。高原上要达到功率扭矩不变,事先要清楚增压器在这三方面的裕度。比如上图,红线非常靠近surge,而且在最高功率以及之前一段已经超过了增压器的最高转速。特别是超速,很容易损坏增压器。
好在目前的汽油机一般都是电控增压器,或者电+气控制,很容易通过标定避开这些区域。 比如下图中黄线,通过提前打开放气阀,或者增加放气阀开度,增压器可以避开超速。但是此时就达不到与平原相同的最高功率了。
而实际上,不管是平原还是高原,能把车开到最大功率的人,真是凤毛麟角。即便是你能开到,上了高原,根本没有路让你上到最大功率。所以你们这帮油门都没有踩到过底的贱人就别动不动抱怨动力不足了。
结论:
涡轮增压天然具有高原功率补偿的能力;
眼下的乘用车功率重量比越来越大,动力性远超一般人的需求,配合电子节气门,即便是自然吸气车辆,一般人也不会感受到高原功率下降;
重载商用车受高原影响较大。不装增压器的满载商用车很难上3000m以上的高原