装备2.0-2.5L高功率发动机的日系汽车,为何加速普遍很肉?

#老司机聊汽车知识#趣味现象:某些汽车装备自然吸气发动机(NA)有很高的功率 , 实际驾驶性能不如低功率小排量涡轮增压 , 原因是什么?相信大部分日系汽车用户都会感觉迷惑 。 功率的单位是马力 , 理论上一定是公制马力越大 , 车辆的加速能力总会越强且极速越高;但事实却总与想象的性能标准相悖 , 其实原因很简单——没舍得踩油门 。 然而作为家用代步的汽车很少有人会高频率的拉升转速 , 主要代步转速区间为2000/5000rpm , 这还是驾驶风格比较剽悍的司机的标准 。 如果也有这种驾驶习惯的话 , 那么装备NA机型的车辆必然会有很差的动力体验 , 反之则油耗难以控制 。

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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 。

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马力计算公式:扭矩×转速÷9549×1.36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「≤7000rpm」;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【曲轴】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 , 4000rpm就是曲轴每分钟转4000次 。

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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 。

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【自然吸气·normallyaspirated】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&amp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 。

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「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4000rpm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?