纯干货:自然吸气、涡轮增压以及机械增压的优劣

其实涡轮增压的本质十分简单,就是利用发动机的废气带动涡轮来压缩进气,让发动机在相同的单位时间内能将更多空气和燃油的混合气强制挤入汽缸进行压缩燃爆动作,从而获取在相同的转速下较自然吸气提供更好的动力表现。换句话来说,其实就是给发动机进气端安上了一个强制进气的“电吹风”。

而目前常见的内燃机种类主要分为自然吸气、涡轮增压以及机械增压三种类型。那么今天咱们就来说说,它们其中各自的优劣。

涡轮增压发动机是目前汽车市场上当之无愧的主流,甚至就连奥迪q7、宝马7系和沃尔沃xc90这样的旗舰车型也都纷纷放下了曾经的大排量自然吸气,转投2.0t涡轮增压发动机的阵营。虽然从情面上来说可能多少有些过不去,但从实际的动力表现上却十分让人满意。

不过内燃机发展到今天,除了经典的自然吸气之外也衍生出了许多不同的增压版本,它们无论是在工作原理还是进气方式上都有着极大的不同。甚至在同排量发动机上,由于选择了不同的技术,最终的动力表现也会完全不同。

不仅如此,机械增压特有的噪音也是众多主机厂无法接受的。在全力运转时,机械增压器会发出极为高频的噪音,听起来与小孩哭或者猫叫声很像。并且只要驾驶者不松开油门,这个噪音就不会停止。当然,如果你能够沉浸在这份特有的声浪中,那么一切都不是问题。

虽然机械增压与涡轮增压同属强制进气的方案,但在工作原理上二者则截然不同。机械增压主要是通过发动机曲轴的动力带动一个机械式的空气压缩机旋转来压缩空气,所以其工作过程中会对发动机自身输出的动力造成一定程度的损耗。

另外相比于增压发动机来说,自然吸气发动机的技术也更加成熟稳定,在极端情况下发生故障的概率也会相对较低,这也是为何多年来硬派越野一直偏爱大排量自然吸气的原因,

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但涡轮增压的劣势也同样明显,由于高温会加快机油和金属的氧化,所以涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短,才不容易产生氧化物,这也使得涡轮增压发动机的使用成本相对会偏高一些。

机械增压 supercharger

另外在舒适性和动力的可控性方面,涡轮增压发动机也有着一定的劣势。在涡轮起正压的时候,加速度有一个比较明显的变化,也就是通常所说的“不线性”。有人喜欢这种撕扯感,但是也有人不喜欢。同时涡轮增压的扭矩要么是低谷,兴奋起来就直直到顶,驾驶者很难精确控制这两者之间的一定扭矩输出,这一点在城市拥堵路况下体现的会更加明显。

涡轮增压 turbo charger

所以正是因为涡轮增压在进气方式上有着bug一样的优势,使得它可以轻易将一台小排量发动机压榨出惊人的动力。例如经典的三菱4g63t涡轮增压发动机排量仅为2.0l,但通过一系列强化与加大增压数值后可爆发千匹马力,并且千万不要忘记这只是一台四缸发动机。而诸如2jz、rb26dett等也同样都是涡轮增压阵营的杰出代表。

作为内燃机中最经典的进气方式,自然吸气就是指汽车在没有任何增压器的的情况下,利用大气压把空气压进燃烧室内。

声浪与动力,永远是所有petrol head绕不开的死结。

自然吸气发动机最大的优势就是在同等功率的前提下,动力输出极其线性平顺,同时动力响应也十分灵敏,也就是不少老司机口中的“随踩随走”。

接下来要说的机械增压,可能是每个美式肌肉车爱好者最中意的发动机类型。

虽然新能源车型凭借着逆天的零起性能已经可以在加速上肆意碾压内燃机,可在许多人眼中,没有声浪的汽车是没有灵魂的。好在趁着“大趋势”还未完全普及,现在你依旧有机会拥有一台能带给你无限激情的内燃机汽车。

但是在一旦发动机高速运转时,机械增压器对发动机动力的损耗也随之增大。换言之,只有损失更大的马力,机械增压器才可以提供更大的动力。此外,相比起动辄带来100%马力提升的涡轮增压来说,机械增压最多也只能带来约46%的马力提升。所以机械增压对发动机自身的素质要求极高,这也就导致了目前市面上几乎看不到小排量机械增压发动机的身影。

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不过它的短板也同样明显,想要获取更大的动力往往就要在气缸数以及排量上作出相应增加,而这很明显与当今的各种环保政策是相悖的。另外在同等排量下,自然吸气发动机的动力表现已经完全落后于增压发动机,这也是市面上自然吸气车型越来越少的原因之一。

最后做个总结,随着当今排放标准越来越严格,自然吸气发动机已经陷入了两难的境地,排量小动力差,排量大油耗高,所以注定自然吸气发动机会被逐渐边缘化。而机械增压也多少有着和自然吸气同样的命运,小排量用不上,大排量政策却又不友好。所以在当下来看,小排量涡轮增压在各级别车型中会越来越普及。

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自然吸气 naturally aspirated

并且相比自然吸气发动机要依靠转速的攀升获取最大扭矩表现而言,涡轮增压发动机会从起压转速开始,呈现出一个扭矩平台,只要在平台区间都能获得最大扭矩。部分发动机还能从两千转一直兴奋到五千转,全方位无死角虐待na。

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由于机械增压器是直接由曲轴带动的,发动机运转时,增压器也就开始工作了。这也就让机械增压在低转速时,有着十分出色的扭矩输出,而且空气压缩量是按照发动机转速线性上升的,没有涡轮增压发动机介入那一刻的唐突,也没有涡轮增压发动机的低速迟滞。在大多数情况下,你可以把它当做一台自然吸气发动机一样看待。

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