也稱為高速引擎、高旋轉(zhuǎn)NA,是有時代感的名詞,可以理解為帶有時代枷鎖的產(chǎn)物。因為在自然吸氣時代,為了提高內(nèi)燃機的上升力,除了增加排氣量的方式外,還可以通過提高轉(zhuǎn)速獲得更大的功率,轉(zhuǎn)速是小排氣量自吸收發(fā)動機獲得更大動力的唯一途徑!
內(nèi)燃機的發(fā)展遵循不斷的壓縮位移、不斷的功率上升、提高熱效率、提高燃油經(jīng)濟性的過程,與20世紀70年代的V8大排量發(fā)動機馬力200匹出頭相比,目前的4缸2.5L發(fā)動機也是如此。這就是上升功率不斷提高的表現(xiàn)。但是自吸之路的終點在于渦輪增壓。渦輪增壓入場后,上升力進一步提高,對發(fā)動機性能的壓力也達到了極限狀態(tài)!
比如本田的紅發(fā)機器K20A、2.0T自吸式硬生,提升了220馬力(美國版功率約為20匹),飆升至110匹/升。這是自然吸氣領(lǐng)域世界第二的存在(K20A誕生10年后,法拉利取代了第二名,法拉利直接變成了渦輪保險)。
如上所述,高旋轉(zhuǎn)NA在過去十年中迅速下降的原因是高磁吸收大、迷人,但工程師制造高磁吸收并不是為了樂趣或感情,只是為了獲得更大的上升力,現(xiàn)在更容易擠壓動力的渦輪增壓普及了,高速磁吸完全失去了進化的意義。至少在民用車領(lǐng)域,高磁吸收的存在價值可以用更簡單的方法壓榨性能,當(dāng)然不需要費力地提高轉(zhuǎn)速!
高速引擎指的是什么機器?
評價一臺機器是否是經(jīng)典機,關(guān)鍵是看罐子直徑、移動之間的比例(比例大于1或等于1、K20A、VQ37HR、FA20等),以及上升力。因為從本質(zhì)上來說,機器不是6、7千轉(zhuǎn)或高速更強的問題。任何品牌
所以我認為,評價一臺機器是古典機、關(guān)鍵機還是上升力,可以被稱為高旋轉(zhuǎn)引擎的機器和上升力至少在80只/升以上。因為上升力在80頭以下太常見了。例如豐田卡羅拉使用的1.6L自吸,額定功率達到122只,上升力達到76匹/升。它還能達到6000圈速度,但在峰值速度下也很激烈,但上升功率仍然不夠看!
列舉幾個著名的高速引擎
1.日產(chǎn)VZ-R N1:位移1.6L,功率200匹,上升功率125匹/升,最高轉(zhuǎn)速8600轉(zhuǎn),沒錯。幾乎是高旋轉(zhuǎn)區(qū)域的天花板!
2.本田K20A/F20C:220-2.0L-240馬力(
-i-qvj2lq49k0/178359416852444a98adc208ec049422?from=article.detail&_iz=31825&index=6" width="640" height="360"/>3.斯巴魯/豐田FA20:2.0L自吸、200匹左右的馬力,升功率高達100匹/升,如果說上面列舉的是老掉牙的紅頭機,那么F20A則是最近10年的產(chǎn)品,配備在斯巴魯BRZ/豐田GT86之上,這款車應(yīng)該還可以買到新的、二手車市場也常見,也算是高轉(zhuǎn)機凋零時代最后的遺留產(chǎn)物吧!
4.日產(chǎn)VQ37HR:大名頂頂?shù)娜债a(chǎn)VQ系列巔峰之作,350匹馬力、3.7L自吸,升功率勉強達到95匹/升,嚴謹?shù)恼fVQ37HR是高轉(zhuǎn)速機、但和上面那些怪物比升功率還是不夠看的,不過3.7L的排量兼顧了低轉(zhuǎn)速下的扭矩使得它變得更加均衡,日常代步、01、下賽道等等場景它都能對付,油耗合理、鄙人能控制到12.7L/百公里!
5.本田L(fēng)15B2:1.5L排量自吸小機器,可以拉出功率131匹,升功率達到87匹/升,所以這款機器也能算是高轉(zhuǎn)速機,畢竟這10多年來市面上升功率能超過80匹的自吸都非常的少見;這也是為啥粉本田的那么多的原因,10萬不到的價格、弄到手一臺可玩性超強甚至能應(yīng)付賽道的L15B2,是不是很劃算?所以飛度被戲稱為超跑是有原因的!
高轉(zhuǎn)機的設(shè)計特點與結(jié)構(gòu)
高轉(zhuǎn)速級的結(jié)構(gòu)特點就是缸徑、行程比要大于1,或者等于1;值得注意的是在很多車友的認知中,認為高轉(zhuǎn)速機的缸徑一定要大于行程,實際上這種認知是錯誤的!如上圖所示豐田/斯巴魯FA20發(fā)動機,缸徑、行程等長都是86毫米,實際上本田F20C/K20A的缸徑與行程也同樣如此等長;而喜歡把缸徑造得比行程更大的是日產(chǎn),比如VQ37、以及途樂用的VK56( 缸徑98毫米、行程92毫米)!
如上圖所示,同樣的單缸容積、大缸徑與小缸徑所產(chǎn)生的差異,從圖上我們可以清晰地看到在相同的單缸容積下,更大的缸徑可以讓燃燒室呈現(xiàn)扁平化,而縮小了行程;縮短行程的好處在于使轉(zhuǎn)速攀升更迅速,其次更短的行程使得曲柄機構(gòu)與曲軸之間形成的力臂要更短(如下圖字母O、b間的距離要更短一些),這里要明白一個知識點、活塞行程長度永遠是曲柄力臂長度的2倍、也可以理解成是正比例,那么活塞行程越短、曲柄力臂就越短,扭矩特性越差、高轉(zhuǎn)特性越強;反之活塞行程越長、曲柄力臂越長。扭矩特性就越強!
所以高轉(zhuǎn)速特性的發(fā)動機、往往因為偏短的行程導(dǎo)致曲柄力臂更短,所以無論高、低扭都很差,不過力是相互的、曲柄力臂短使得連曲軸帶著連桿繞圈時對曲軸造成的沖擊也更低!不是長行程不能拉高轉(zhuǎn)速、只是高轉(zhuǎn)速下過長的行程會對曲軸造成嚴重摧殘,所以高轉(zhuǎn)速發(fā)動機都是短行程,除了獲得高轉(zhuǎn)速、快速的轉(zhuǎn)速攀升速度(比如VQ37一秒左右能踩到5000轉(zhuǎn)),也是為了不對曲軸造成太大的負荷!
高轉(zhuǎn)速機有哪些劣勢,為何越來越少見?
高轉(zhuǎn)速機的優(yōu)勢真的很少,若以現(xiàn)在是眼光來看高轉(zhuǎn)速機,那么只能說唯一的優(yōu)勢就是情懷!不過在那個渦輪增壓還沒有普及的時代,高轉(zhuǎn)機可以憑借更高的轉(zhuǎn)速拉出更高的功率、僅此而已,參考功率=扭矩*轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速是千制單位,犧牲扭矩換來高功率還是劃算的,增壓沒普及時、自吸不過是在比較升功率誰更猛罷了;不過高轉(zhuǎn)機的劣勢非常的多!
燃燒很差:如上圖VQ37HR單側(cè),燃燒室呈扁平化,如此設(shè)計等同于拉長了點火后、火焰?zhèn)鞑サ木嚯x,也就是說等空燃比、等噴油量狀態(tài)下,扁平化燃燒室要燃燒掉油氣所消耗的時間會比細長燃燒室更慢,低轉(zhuǎn)速時或許差異不大,但試想在6、7千轉(zhuǎn)時,每秒中進氣門要開啟接近60次,太短的時間使得每一個循環(huán)、空氣填充效率都非常低,其次進氣道、歧管設(shè)計非常復(fù)雜!
當(dāng)然在可變氣門正時、可變氣門升程技術(shù)出現(xiàn)后,一定程度緩解了高轉(zhuǎn)速機燃燒不好的問題、但僅僅是緩解(正時:延長進氣門開啟時間,升程:增大進氣門開口面積),高轉(zhuǎn)速運行時排放依然很差、油耗依然很高很高,總的來說就是用這種方式獲得的高功率性價比太低;而上了增壓、輕量車重之后形成的收益更大,就拿如今的EA888來說、性能比K20A強,峰值功率下的油耗也比K20A更合理!
扭矩表現(xiàn)太差:實際上自然吸氣發(fā)動機在扭矩特性方面就比不上增壓,因為扭矩與歧管壓力成正比,增壓就是直接對歧管增壓、使得缸內(nèi)平均有效壓力增大,扭矩輸出要更強一些;不過普通的自然吸氣發(fā)動機可以通過更長的行程、拉長曲柄力臂,從而彌補低轉(zhuǎn)速下扭矩的不足,就好比豐田3UR發(fā)動機的行程高達102毫米;不過高轉(zhuǎn)速機則為了保證高升功率而縮短了行程!
這樣就導(dǎo)致無論高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速下,扭矩特性都不理想;也可以理解成完全脫離于日常使用,起步綿軟、悠長、無力,地板油時轉(zhuǎn)速暴增、VTEC(或VVEL等等)一開有種打雞血的感覺(類似N年前的突慣渦輪的那種打雞血的感覺);幾年前有幸在丹東開了幾天右舵S2000(封閉路段),采用正常駕駛方式這車沒捷達跑得快,只能持續(xù)的把轉(zhuǎn)速保持在中、高轉(zhuǎn)區(qū)間才能發(fā)揮實力,不過這太費油了、嗡嗡的噪音也挺難受!
所以那些傳奇、神秘的高轉(zhuǎn)速機在渦輪增壓時代里幾乎全面凋零,高轉(zhuǎn)機曾引以為傲的超高升功率在渦輪增壓面前不堪一擊,地扭特性、油耗、排放更是不值一提,所以高轉(zhuǎn)速機漸漸退出了舞臺,即便引領(lǐng)汽車文化的F1領(lǐng)域、也用1.6T V6渦輪增壓取代了2.4L V8高轉(zhuǎn)速自吸機!所以這個時代的高轉(zhuǎn)速機真的是少之又少,除了上述那幾款、市面上真的很難再見到高轉(zhuǎn)機了!當(dāng)然很多車友開自吸車,也不要覺得自己的機器就是高轉(zhuǎn)機,判斷方式就是看看地板油一秒左右能不能破了5000轉(zhuǎn)、升功率過沒過80匹!
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