「自吸」明明更耐用好保養,為何「渦輪增壓」的車越來越多,取代了自吸

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很多車友喜歡自然吸氣發動機、對于大排量自然吸氣發動機更是神往,但不可否認的是現如今汽車市場中配備自然吸氣發動機的車型越發少見!渦輪自主車企亦或者是外國車企,幾乎家家都在研發渦輪增壓發動機、而推出的車型也是以渦輪增壓為主(絕大多數品牌,相對而言)。

寫到這可能很多車友會說馬自達、馬自達似乎一直在潛心研發自然吸氣發動機?實際上馬自達旗下依然有渦輪增壓發動機、其渦輪增壓發動機技術同樣不弱,只不過。。。只不過馬自達的渦輪增壓車型並沒有引入到咱們國內汽車市場;那麼成熟、高效的自然吸氣發動機到底香不香?如果真香,為何現如今所有主機廠都在研發渦輪增壓發動機?

要知道 本田、寶馬、法拉利曾經是自然吸氣發動機領域的三巨頭,本田曾靠K20A/F20C力壓群雄(當時的升功率之王,2.0L自吸達到了240匹以上的馬力),而法拉利的V12更是觸碰到了自然吸氣的天花板、現如今卻幾乎全系渦輪增壓(3.9T);同樣在自吸領域潛心專研、擁有無數專利的豐田,如今也是很識時務的悄然普及著自家的1.2T、2.0T,所以從市場角度來看、渦輪增壓在應用層面取代了自然吸氣!

自然吸氣發動機永遠的痛點

自然吸氣發動機最大的痛點就在于 進氣,自然吸氣發動機當然有很多優點、但只進氣這一個環節存在劣勢,就很難扭轉與渦輪增壓發動機間博弈的頹勢,因為內燃機的本質就是 燃燒做功;從技術層面來看,自然吸氣發動機依靠活塞下行產生的負壓來吸氣, 每迴圈吸氣量取決于氣缸容積,就如同咱們拿注射器抽水一樣,吸入過程慢、還很容易吸不滿!

低轉速時問題或許還不明顯,可一旦轉速飆升、 每迴圈進氣門打開-關閉持續的時間太短暫,就會導致進氣量不足(比如每分鐘6000轉時、每分鐘做3000次迴圈,等同于進氣過程做了3000次,每秒鐘氣門開啟此時達50次左右),而過去很多機器的斷油轉速可以輕鬆突破6000轉、甚至過8000轉的機器也並不少見,這就是過去自然吸氣發動機不斷壓榨性能的方式,壓榨難道僅僅是渦輪增壓發動機在做麼?

自吸發動機壓榨動力的難度太大

對于自然吸氣發動機而言,提高動力的難度堪比登天,當然我們可以增加排量、這個方式太簡單?可是成本的提高、是普通消費者能承受的麼?絕大多數自吸粉都是在幻想大排自吸有多好,沒錯是很好、得不到的永遠是最好嘛?對于商品而言,能讓更多的車友享受得到、買得起才是重點,這就是自然吸氣發動機最尷尬的地方!

自然吸氣發動機提高動力可不像渦輪增壓機刷刷電腦(提高峰值壓力)、或升級部分硬體(2階、及2階以上)那般容易;若想提高自然吸氣發動機的動力,要麼 拉高轉速、要麼擴大排量!原理為 功率=扭矩*轉速,要麼增加每迴圈的進氣量(增大排量)、要麼增加迴圈次數(提高轉速);現在咱們若需要一台250匹馬力的自然吸氣發動機,它的成本是多少?

目前的2.0L、2.5L機器都做不到,可一些高轉速機、或更大排量的機器能做到,比如本田2.0L自吸K20A/F20C,或者是3.0L以上的自然吸氣發動機;可問題是K20A是普通消費者所能玩得起的機器麼?3.0L自吸也不可能是普通消費者所能承受的排量,那麼在自然吸氣層面、普通消費者能體驗到的性能僅僅在140匹-200匹之間(1.5L-2.5L),想體驗更好的性能、包包裡的銀子不足,那麼自然吸氣香麼、大排量自吸香麼?什麼叫香?吃到嘴裡才叫香(吃不到,聞味說香是不是很心酸)。

那麼咱們可以看看2.0T渦輪增壓發動機,動力水準平均在220匹-280匹之間( 當然更大功率的也有、價格高,100多匹的低增壓環保機也存在、但少見),這個功率區間的增壓機要多少錢?配備這個動力區間2.0T機器車型的價格在15-25萬之間(平均),可以說很多普通消費者可以承受得住,同樣擁有兩百多匹的馬力、花費卻很低;20萬能買到動力250匹的自吸麼(新車),所以這麼一比較還覺得自吸、大排自吸香麼? 還是那句話能吃到嘴裡的才叫香

自然吸氣發動機真的線性?

自然吸氣發動機很線性麼?當然很多車友口述的的確是線性、從圖上看似乎也線性?上圖中的曲線實際上就是自然吸氣發動機的 消耗空氣特性線,實際上只要知道了缸徑、以及行程,然後設定一個差不多的空氣流量係數,根據不同的轉速就可以計算出消耗空氣的流量,而隨著轉速不斷提高、消耗空氣量逐漸增大彙聚成的線就是所謂的線性!

那麼渦輪增壓發動機就不線性麼?如上圖無論功率、扭矩不都是從低到高?只不過渦輪增壓機扭矩釋放更為提前、之後直接進入扭矩平原,也就是在很大的轉速范圍內、保持較高的扭矩,既然是平原、怎麼就不平順了呢?說到底渦輪增壓發動機動力輸出得更靠前,也就是在更低的轉速區間下、釋放出更多的動力,這樣不好麼?動力靠前更適合日常使用,對于自然吸氣而言、能用到高輸出的機會不到10%,而對于渦輪增壓機80%的時候都能體會到機器的所有性能,花錢買機器、買性能難道不是為了用?

而實際上自然吸氣發動機也並不線性,在上文中已經提到了高轉速下、進氣效果差的問題;而解決問題的方式就是利用可變氣門正時、以及升程技術,在高轉速時增加氣門開啟時間、而升程則是放大開口面積從而繼續增加進氣量;各位車友們有幾個真正通過配備可變氣門升程的自吸發動機( 進氣側,增壓機標配的排氣側就不用提了)?如本田的VTEC、日產VVEL等等?實際上當發動機轉速拉到5500轉以上、升程開啟時,那種感覺是突兀的、如打雞血般的感覺,這難道叫線性、平順?

實際上那些性能版本自吸發動機、都具備可變氣門升程,轉速拉高時都很突兀,談不上多線性!而渦輪增壓機難道不線性?那更多是機器與變速器沒匹配好,由于變速器問題帶來的起步遲鈍、頓挫頻繁;所以很多車友說自吸平順、舒適挺不靠譜,說大排量自吸平順也就算了,1.6L自吸哪來的平順?提個速超個車油門都快踩油箱裡去了、發動機嗡嗡作響,這叫平順?

所以大多數時候對自吸發動機的喜愛是建立在精神層面上的 莫須有好、而增壓機則是 莫須有的不好;那麼自然吸氣發動機香麼?就目前來看一點都不香,逐漸被渦輪增壓淘汰也是必然;輸的不是增壓、而是時代,自然吸氣已經觸碰到了天花板;內燃機不斷發展的理念就是 更小的體積、更低的轉速、更低的排量、更小的重量、更大的升功率,所以自然吸氣在這個框架下必然凋零,這是內燃機發展大趨勢下的必然結果!

時代的發展所帶來的變遷是巨大的,曾經的渦輪增壓發動機槽點很多, 慣量大導致的遲滯、高生產成本、壽命低、沒銷量,對于消費者而言消費不起、對于車企而言不走量拿不到太多利潤,所以過去幾十年來增壓發動機一直沒辦法普及!而最近十年來由于技術的不斷提高,渦輪系統成本不斷下降、壽命不斷提高、售價不斷降低,所以消費者開能承受住價格、而車企也通過技術發展獲得了更多的利潤(如上圖所示),所以渦輪增壓機得到了普及!

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