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既然都說「自然吸氣」發動機好,那為何自然吸氣卻被「渦輪增壓」所取代?

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不可否認很多車友都喜歡自吸發動機,也可以理解為對自然吸氣發動機的一種情懷,畢竟從上世紀80年代逐漸出現私家車後,咱們最早接觸的就是自然吸氣發動機;雖然渦輪增壓技術同樣古老,但全面普及也僅僅是這十幾年的事,所以一些朋友喜歡自然吸氣發動機更多是出于情懷!

但在現如今的汽車市場中,配備渦輪增壓的車型占比很高,無論是德系、美系、韓系車都在全力地普及渦輪增壓車型,即便是以保守著稱的日系車企,現如今也紛紛量產了很多渦輪增壓機型;所以說現如今的汽車市場絕大多數份額被渦輪增壓車型所控制並不為過,也就是說渦輪增壓全面取代自然吸氣發動機並不是對渦輪增壓的吹捧,而僅僅是客觀存在的市場現象!

很多車友認為渦輪增壓是規則下的產物,當然我們不能完全否定這種認知,但這並不全面;因為規則並沒有淘汰大排量車,只不過是過去的大排量自吸逐漸被大排量渦輪增壓所取代罷了,比如過去的3.0L自吸,現在演變成了3.0T而已;其次規則並沒有限制各位買大排量車的夢想,說到底能不能買大排量在于各位的腰包是不是足夠鼓,說難聽點就是只要錢到位,2.0T、3.0T、4.0T、5.0T甚至是6.6T隨便買!

大排量車無論是自吸還是增壓,永遠都是市場中最小的份額,過去能開大排量自吸的朋友、現在能開大排量增壓;而過去就開小排量自吸的朋友,現在開小排量渦輪增壓難道不正常麼?大排量車從來沒便宜過,30年前買一輛3.0L的車子要40幾萬,而現在買一輛3.0T的車子依然要40幾萬,只不過現在能拿出40幾萬買車的朋友遠比幾十年前要多;所以規則並不是普及渦輪增壓的關鍵因素,增壓的普及不過是內燃機的進化方向罷了!

內燃機的進化方向與趨勢

內燃機的進化方向本就是不斷降低排量、不斷縮小體積、不斷降低重量,而增長的則是升功率(性能)、效率、經濟性(成本越來越低);這種進化方式與很多工業產品是完全一樣的,比如最早的電腦ENIAC要幾間房子那麼大,現在最小的電腦不過是手掌般的大小,所以任何工業產品的進化方向都會遵循更小、更快、更高效,而內燃機的發展同樣如此!

現如今的2.0T發動機比40年前的5.0L V8的性能都強,性能是不是更強?體積是不是比V8要更小,是不是更省油?內燃機的升功率不斷被拉高,就代表內燃機在不斷進步;現如今民用車最好的自然吸氣發動機升功率不過80匹/升(2.5L、200匹),當然那些如本田K20A之類的短行程高速機不提也罷、犧牲扭矩換來的高功率在當今日益擁堵的路況下早已失去了實際意義!而隨便一款渦輪增壓發動機的升功率都能達到110匹/升以上,所以自然吸氣發動機的潛力到達了極限,剩下的路就只能依靠渦輪增壓走下去了!

消費者對扭矩回應的需求日漸強烈

現如今消費者對汽車各方面的需求與過去已經不同,過去是有車即可,動力如何並不是重點;而現如今絕大多數消費者在購車時都會考慮車子的動力問題,可能有喜歡抬杠的朋友會本能地認為也不是賽車、要那麼強的動力幹嘛?實際上動力從來不嫌多,可以不用、但不能沒有,況且價格差不多、選動力更好的沒有錯吧?

自然吸氣發動機扭矩孱弱的本質在如今這種扭矩為王的思維下早已不堪一擊,而低轉速下的扭矩輸出更是疲軟;而渦輪增壓發動機則不然,渦輪增壓發動機幾乎可以把100%的扭矩在低轉速區間釋放出來,這又能代表什麼?通過公式 功率=扭矩*轉速可以明白,渦輪增壓發動機的低轉高扭特性可以在低轉速區間輸出更大的功率!

這就好比功率同為170匹馬力的1.5T與2.0L自吸,同時地板油把轉速拉到2000轉,1.5T能瞬間輸出50-60匹的馬力,而2.0L自吸在這個轉速可能連30匹馬力都提供不了;所以渦輪增壓車開起來更輕快、有勁,這也是 反科學邏輯扭矩決定加速度的由來,扭矩決定不了加速度,能決定加速度的有且只有輸出功率,而渦輪增壓強大的低扭特性使得功率輸出更靠前罷了,說到底還是依賴功率!

渦輪增壓發動機是否還存在遲滯?

現如今的渦輪增壓發動機依然存在遲滯,這個問題不可回避,而且在未來也不可能完全消除;只不過遲滯問題在小慣量渦輪、雙渦管技術、降低渦輪惰性的加持下,遲滯感越發得不明顯;況且很多車友對渦輪遲滯的認知根本就不對!如上圖所示,很多朋友把上圖中的1600-5000轉視為渦輪起正壓的轉速區間,所以他們認為只有在1600轉之後渦輪系統才會工作,所以1600轉之前就必然形成遲滯?

實際上這種解讀是完全錯誤的,1600-5000轉代表了地板油時、這個區間能釋放發動機最大扭矩,也稱之為扭矩平原!並不是指增壓系統在1600轉之後才會工作,實際上只要給油、渦輪系統就會起增壓,只是達不到最大扭矩罷了,所以1600轉之前增壓系統就會運轉,遲滯所指的是廢氣剛開始推動葉輪時力量不夠(廢氣量小)、葉輪轉的慢半拍罷了,而並不存在到達特定轉速才開始工作的說法!

鄙人常開的車子有3.7L的Q50以及2.0T的寶馬5系,平心而論3.7L Q50提速過程比寶馬5系還不順暢,總是在發動機隨轉速上升嘶吼個1.5秒後才發力,VQ37HR沒渦輪,但變速器匹配不好以及不能跳躍降擋則帶來了提速過程中的遲滯,反觀寶馬提速流暢、至少鄙人感覺不到遲滯;所以很多張口、閉口渦輪遲滯的鍵盤們,不妨從變速器上考慮問題,讓提速變緩的因素不只有渦輪遲滯,變速器帶來的影響更明顯、直接!

渦輪增壓是否省油?

要知曉渦輪增壓是不是省油,一定要把握住自身的角度;渦輪增壓是不是比自然吸氣更省油?這要看如何去比較,在相同功率的基礎上,渦輪增壓一定比自然吸氣省油,贏在更低的排量;就好比1.5T、2.0L自吸,它們可以具備差不多的功率,但這可不是能量守恆的問題,峰值功率可以都是170匹,但日常使用也完全一樣麼?渦輪增壓系統有兩態,起正壓時它是1.5T,而在不起正壓時它就是一台1.5L自吸,1.5L自吸與2.0L比?誰省油是不是很容易判斷?

誤區就在于很多人覺得渦輪系統會無時無刻地起正壓、多燒油?實際上渦輪起不起正壓是根據車輛對動力的需求決定的,有需求起正壓、多燒油、獲得更大的動力,沒需求時為什麼要起壓?為什麼要多燒油?就比如車輛以100千米勻速行駛時、對于功率的需求僅在25-35kw,保持2000轉左右足夠了、根本不需要增壓,這時1.5T=1.5L自吸;若同排量做比較,3.0T的油耗肯定比3.0L自吸高!

所以現如今的自然吸氣發動機被渦輪增壓逐漸取代,自然吸氣當然有高熱效峰值的絕對優勢,但在外特性圖中經濟油耗范圍反而不如渦輪增壓更寬泛,渦輪增壓雖然在峰值熱效上不如自然吸氣,但運行時經濟油耗范圍絲毫不比自然吸氣小,說到底峰值熱效率很重要,但車子常用工況下的平均熱效率則更重要;這就是為什麼各大車企都紛紛配裝渦輪增壓發動機的原因!

如今的自然吸氣早已日薄西山,雖然可以繼續深挖熱效率,但在油耗上無明顯優勢,而動力上差異巨大;自然吸氣好、指的是那些大排量自吸,小排量自吸用小排量渦輪增壓去取代,是不是很合理?而大排量渦輪增壓機取代大排量自吸是不是也天經地義?規則並沒有把排量變小,限制各位大排量夢的並不是渦輪增壓、而是腰包裡的銀子;所以就目前來看自然吸氣發動機已經很難逆襲渦輪增壓了,即便未來會有更新的技術!

大排量自吸真的好麼?或許好、但它的價格也很昂貴,過去3.0L、200以上的動力要40幾萬,現在2.0T輕鬆提供、而價格只要10幾萬,所以碰過渦輪增壓的車友往往再不會對自然吸氣感興趣了;不要說大排量自吸有多麼的平順、回應多麼迅速,大排量渦輪增壓同樣平順;至于回應速度自吸肯定比渦輪增壓強,但這有什麼意義?回應快沒用、關鍵要有充足的力量,這就好比人和大象掰腕子一樣,人的回應速度更快!

可能有些朋友會取消市面上那些C級車或D級車會配備2.0T發動機,這真值得取笑麼?要知道2000款的寶馬7系配備3.6L發動機,提供260匹馬力、350n·m的扭矩,車重超過了兩噸;而如今的2.0T寶馬7系,可以提供265匹馬力、扭矩400nm,重量僅僅在1.70噸出頭!也就是說如今2.0T的寶馬7系遠比20年前的3.6L寶馬7系動力強且油耗低,價格還要便宜一半,所以C、D級車配2.0T發動機是合理的;因為發動機的升功率在不斷提高、重量在不斷降低,性能只會越來越強,所以這才是增壓普及的本質!

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