相爱相杀的自然吸气、涡轮增压

自然吸气和涡轮增压选哪一个?这个问题似乎困扰着很多人,而且双方都有不少拥趸,各执己见。本篇文章就为大家梳理一下,弄明白涡轮增压和自然吸气的差别到底在哪里,以及辟谣一些”毁“人不倦的都市传说...

什么是自然吸气、什么是涡轮增压?

自然吸气是一种最基本的发动机动力形式,自然吸入缸内的空气以1个大气压的压力和喷油嘴喷出的汽油混合形成汽油雾,然后进入燃烧室点燃做功。简单的说就是没有外界帮助,空气完全靠活塞下行时产生的负压进入缸内。

而涡轮增压则是借助外力,通过涡轮增压器主动把空气抽进缸内。涡轮增压器有两组涡轮叶片,利用发动机排出的废气来驱动叶片旋转,同轴的另一组叶片就会把新鲜的空气强行吸入,这样与汽油混合的空气就会增多,所以进入燃烧室之后产生的功率也就更大。 

优缺点

二者的优缺点也非常明显,首先自然吸气发动机因为进气气压固定,所以动力的输出也就更线性,行驶质感比较舒适。但如果想要提升功率、扭矩,那就必须增大排量或提升转速,所带来的后果便是越来越高的排放量,这显然与目前大多数国家和地区严格的排放法规相左,涡轮增压发动机的出现也是基于同样的原因。

涡轮增压发动机的进气气压高,升/功率必然高于自然吸气发动机,所以在相同排量前提下涡轮增压发动机能给驾驶员带来更澎湃的动力体验。当然问题也出在这里,由于涡轮增压本身工作原理,存在”涡轮迟滞“,动力输出有非常明显的爆发点,所以就导致驾驶的质感要逊于自然吸气(这方面可能有些朋友不太同意,关于行驶质感每个人给它的定义标准不同,这个不在本文的讨论范围)。

什么是涡轮迟滞?

“不线性”是涡轮增压发动机主要的劣势,而涡轮迟滞是罪魁祸首,但涡轮迟滞实际形成的原因可能和大家想的不太一样,许多媒体试驾涡轮增压车型时常常会有这样的表述:涡轮在XXXX转/分钟的时候才会介入....实际上只要发动机在运行,涡轮叶片就会旋转,但如果旋转的速度达不到标定值就无法产生足够的负压把空气吸入,这也就是为什么涡轮增压发动机需要提升转速才能感受到涡轮“发力”,而这个转速爬升的时间就是所谓的“涡轮迟滞”。

然而从某种角度来看“不线性”又不是涡轮增压发动机的劣势。在涡轮吸入空气之前其实可以把这台发动机看成是一台自然吸气发动机,如果是一台大排量涡轮增压,例如3.0T V6,因为它的基础排量够大,即便涡轮增压还没有产生效果它也照样能给驾驶员带来一个比较可观的动力输出,同时还会保持线性的行驶质感。

为什么多数品牌都开始使用涡轮增压?

利益,永远的利益,逐利是企业最基本的生存准则。因为在欧洲和中国的排放法规推动下,排量税成了左右技术路线最重要的因素,所以绝大部分的主机厂都开始选择使用涡轮增压发动机,甚至像法拉利、保时捷、宝马等等也都开始拥抱涡轮增压。在欧洲的NEDC和中国循环测试法(基于NEDC)之下,涡轮增压发动机最终的成绩往往都要比自然吸气发动机好,但不代表自然吸气就是落伍的,这只是在这种对于自然吸气不太“友好”的测试方法大背景下的无奈而已。

(中国进口车排量税)

在中国,排量和进口关税有着密切的关系,用涡轮增压减小排量成了普遍的避税“策略”,像是奥迪A8在中国只官方引进3.0升机械增压的版本,而非4.0T V8;992也不再主推4.0L自然吸气,改为3.0T;牧马人在中国市场放弃了3.0L V6发动机,取而代之的是全系标配2.0T。所以只要中国的排量税结构不变,全世界主销中国的品牌也不会改变它们旗下产品的排量结构,

涡轮增压更省油?

大多数人显然被汽车厂商的广告忽悠了,性能方面让它和同排量的自然吸气比,油耗跟同功率但排量更大的自然吸气比,所以某种意义上来说这就是“双标”,要想马儿跑,又想马儿不吃草,哪有这种好事儿。涡轮增压的意义是在保持高功率的前提下减小排量、发动机尺寸以及重量,省不省油就得看是站在哪个角度了。

涡轮增压发动机需要额外的空气进入发动机,而为了保持空燃比,发动机就需要喷出更多的汽油来混合,所以同排量,甚至是排量稍高一些的自然吸气发动机油耗可能要比涡轮增压发动机更省油,例如同样都是2.0的排量,迈腾搭载的2.0T发动机工信部油耗6.2升/100公里,2.0L的凯美瑞则是5.5升/100公里。这么来看“省油”也只是一个偷换概念的商业噱头罢了。这也就解释了为什么同样追求节能环保的日系车反而更钟爱自然吸气。当然把技术和地区做标签化是不专业的表现,而且同样也不是本篇文章的讨论重点,我们可以把它归到技术优化的范畴,日后再展开探讨。 

【小结】

自然吸气和涡轮增压双方的拥护者只是站在自己的角度来理解本方架构的优势,有明显的道德标尺偏向,所以也就不能说谁高级、谁不高级。自然吸气虽然是一种最基本的进气方式,但它不代表落后,例如马自达那有违物理常识的48%热效率足矣让“涡轮党”乖乖闭嘴;改装双涡轮可以提升到1000马力的GT-R也绝对会让众多“自吸党”羡慕不已。在不同的工况下它们都有自己所擅长的领域,而笔者也只是想让更多的人真正搞清楚两种发动机结构的本质差异,同时还希望能够帮助大家免受厂商广告洗脑。下一期我们来聊“积碳”,是什么导致的、又该怎么清理...

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