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01马力的概念
国内使用的马力单位为「公制马力」,标准为1PS可以驱动七十五公斤的物体,以每秒一米的标准运动;那么在物体质量(重量概念)不变的前提下,两马力是不是就能实现2m/1s的运动速度呢?答案就是这样了,汽车的整备质量恒定不变,总质量无非是核载人数和载货质量进行的提升;所以发动机输出的马力越大则性能越强,但如果了解如何提升马力的方式,对于NA可能会非常的失望,这种技术是非常原始(落后)的。马力计算公式:扭矩×转速÷×1.36常数和倍率不会变化,在没有乘以1.36之前得出的数据为功率(kw);最终决定马力大小的核心因素是扭矩大小或转速高低,咱们先撇开扭矩不谈,了解转速的概念很重要。首先量产汽车的转速都会限制在相当的标准范围内,比如「≤rpm」;于是代步车的转速极限就没有什么区别了,但转速究竟是什么在“转”呢?答案是内燃机的在不停旋转,所谓的“速”指的是曲轴每分钟(min)旋转的次数,或者理解为“圈数”也可以,rpm就是曲轴每分钟转次。重点:曲轴连接的是发动机的动力输出端,飞轮或连接变矩器动力毂结构;以飞轮为参考,飞轮没转一圈会输出一次转矩(扭矩/动力),那么是不是单位时间内转动的次数越多,输出的动力总和就会越高呢?理论上当然是这样,不过计算方式也不是那么简单,因为汽摩装备的内燃机是四冲程机,曲轴转两圈才会做功一次;所以也才要按照上述方式计算马力,这就是转速和扭矩对车辆性能的影响,但是对于NA机型而言,转速又直接决定了扭矩的大小,这点与涡轮增压发动机完全不同。是什么意思呢?所谓的自然指通过内燃机正常的运行过程,吸气则是以运行中产生的负压力,从进气管路中吸入空气;实际在第四步排气冲程中会有「排气门进气门」同时打开的一瞬间,以排气压力吸入空气也很重要。这就是NA的概念,而转速低的时候负压与排气压力都会比较低,吸气的能力就会比较差;说白了就是低转速无法吸入“足量”的空气,这里所谓的足量指没有按照标准排量的进气量吸入。排量的概念是指内燃机所有气缸容积的总和,或者说是全部气缸吸入空气或容纳空气量的总和;比如2.0L(升)的自然吸气发动机就是共计吸入2.0升,每个气缸做功时最佳标准吸入0.5L。但是因NA低转速的吸气比较弱,吸入的空气总是<0.5L,这会带来什么问题呢?参考下图。「空气燃料比·14.7:1」是理论数值,概念为燃烧一公斤的汽油需要14.7公斤的氧气;那么喷油量则可以按照该比例计算,实际汽车的油门控制的不是油路系统,而是发动机的节气门。通过气门翻板的角度控制进气量的多少,以计算出的空气流量分析喷油量即可。于是问题就来了:NA在中低转速范围内吸入不到足量的空气,喷油量只能按照“同样不足量”的标准喷射——不足标准2.0L发动机的标准排量空燃比,可燃物基数的减少等于燃烧热能的下降,热能的大小就是扭矩的高低。所以NA机型的扭矩由转速决定,想要达到与排量相符的理想扭矩,往往需要把转速拉升到rpm以上,此时的吸气量才能达到标准排量,在此之前是什么概念呢?举个简单的例子:仍以2.0L-NA为参考,在不同转速区间等于以下排量的最佳空燃比(不同排量≥rpm的扭矩)。rpm-1.5Lrpm-1.7Lrpm-1.8Lrpm-1.9Lrpm左右为标准「2.0L·14.7:1」这就是自然吸气发动机的缺点,不要认为选择的排量很大动力就会有多强,实际代步转速区间只是等于小排量的发动机的最大扭矩状态而已。所以NA车辆的动力往往都会很弱,想要达到目前主流2.0T标准的话,没有≥4.0L-V6的标准是没门的。(扭矩是单次输出能量的大小,爆发力弱何谈性能)02扭矩的价值
扭矩和转速是相乘的关系,如果想要代步驾驶感受到强劲动力的话,需要实现的应当;也就是转速标准不变,提升扭矩再进行“相乘”以得到更大的马力。NA只能通过拉升转速提高进气喷油量以提升扭矩,但是涡轮增压发动机就不用这么原始了;因其装备的空气压缩机(增压器)会通过内燃机运行产生的高压排气驱动运转,涡轮转速可轻松达到数万转每分钟;进气管路中有一组与涡轮连接的叶轮,其转速与涡轮相同。于是高转速的叶轮就能与负压配合吸气,同时会将大体积的空气压缩到很小,让小体积的空气中含有更多的氧气分子。燃烧是通过氧气还原碳氢化合物,氧气越多则在固定的时间内反应程度越大——也就是燃烧的速度与程度更大,内燃机做不到让混合气%反应,NA机型反应比例很小,因其进气量少且氧分子少;涡轮增压通过提升氧气而提升反应比例,那么在中低转速范围内以超过NA的标准喷油量,加上高浓度氧气,转化出的热能当然会大得多。会多多少呢?2.0L-0/rpm扭矩在/N·m区间波动2.0T-平均标准为N·m并在~rpm维持最大值这就是区别了,以/rpm的转速标准为参考,2.0L-NA的马力大约为45/75马力,然而2.0T可以输出/马力,1马力的驱动力标准为「75kg/1m·1s」,算一算动力悬殊是多少吧。其实部分车辆仍在使用的2.0L-NA发动机充其量与1.0T对标,扭矩基数即使波动也差距不是很大;但是1.5T的优秀发动机已经有N·m的峰值,而且中低转速区间还能维持峰值,这是3.0L-V6发动机的标准。所以自然吸气技术早已应该淘汰,其唯一的优势是制造成本低,如果一定要用的话,≤5万区间才适合,因为6万左右就已经有更节油的增压汽车可选了。至于日系汽车以及少数德系入门级使用NA的车辆,这些车的之所以节油首先是车身减重,其次是用户自身具备“节油属性”——不舍得踩油门,所以此类车辆本身并不节油,节油的无非是这些司机而已。编辑:天和Auto-汽车科学岛天和MCN授权发布欢迎转发留言讨论