自然吸气与涡轮增压之争

郑宇
2009-04-19 01:00 /浏览

    前言:欧洲的汽车尾气排放标准一直甚为严格,这也直接加快了欧洲汽车厂商在涡轮增压技术领域的研发进程。虽然宝马已经开始重拾当年勇,但Turbo技术的介入暂时局限在一些高端车型,自然吸气还是主力。而大众更是双管齐下,旗下的涡轮增压技术与燃油分层喷射技术或是各挑大旗,或是双剑合璧,从而使产品的衍伸更为丰富。

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废气涡轮工作示意图

    究竟一些标榜运动性能的车型采用哪种“芯跳”方式为佳,现在还不是盖棺定论的时候。传统意义上涡轮增压发动机表现得更粗暴或是更接近粗暴,汽车在涡轮介入前后的性情可以使判若两人,涡轮迟滞现象的负面影响是不能忽视的,而自然吸气引擎的输出则较为线性,但要获得更强劲的动力则无可避免地增加车头负重。所以自然吸气与涡轮增压孰更优胜,这并没有绝对的答案,但依然有不少朋友追求更快的速度从而把座驾送进改装店进行涡轮加装或者改动手术,这显然是盲目的做法。

    若竞技场地并没有充分的持续加速空间,考虑到加速/制动时涡轮的介入/退出所带来的物理影响,倒不如采用加大主减速比的做法会更为适合,若竞技场地有充分的持续加速空间那就另当别论。

    选择自然吸气还是涡轮增压的运动车型,是因竞技场地而异,也因驾驶的驾驶技术和风格取向而异,做到人车合一才是汽车运动的精髓,以下是笔者为大家推荐的4组比较有特色的自然吸气/涡轮增压运动车型,它们会不会是您的心水选择呢?

街头小霸王:

    它们对笨拙庞大的躯体一直嗤之以鼻,在车水马龙的上下班高峰期街道上穿插才是它们所热衷的,不要跟它们苦口婆心地说什么舒适和空间,因为小巧玲珑的车身构造更有利于它们在车流中追逐。马力输出不需太夸张但必需高效,过剩的输出对它们来说只是画蛇添足。更多的时候它们也只是像国民车型一样载着家中的女主人外出购物,所以采用前轮驱动的方式会更为经济。

欧宝雅特(指导价:24.30-25.30万)

    在国内我们无缘见到搭载涡轮增压发动机的欧宝车型,但不代表欧宝在这个技术领域上输给了对手。欧洲的雅特 GTC搭载了2000CC的涡轮增压发动机被誉为是可以叫嚣奥迪A3与大众高尔夫的车型,而欧宝的天然气涡轮增压技术也是其独步天下的武艺。虽然我们在国内可以见到的欧宝车型是清一色的自然吸气,但纵使搭载着1.8升自然吸气引擎的雅特,也可以偶然在街上嚣张一下。

汽车之家 欧宝 雅特 GTC全景风挡版

汽车之家 欧宝 雅特 GTC全景风挡版  汽车之家 欧宝 雅特 GTC全景风挡版

    雅特配备的是1.8升四缸ecotec发动机,以优异的燃油经济性和低尾气排放而著称,尾气排放等级达到欧IV标准,最大输出功率92/5600 KW/rpm,最大扭矩17/3800 N·m/rpm,极速可达188公里/小时,完成0-100公里/小时加速需11.9秒。虽然在数据上的表现值属一般水平,但由于车身自重只有1250kg,可变进气歧管再加上轻量化的机械结构,可以说欧宝已将这台1.8升引擎的功率压榨到极致,在低转速时引擎油气混合更为充分,有效提高扭矩,当引擎转速达到3400rpm时,通过缩短进气行程,使得进气量倍增,从而有效增加马力的输出。

汽车之家 欧宝 雅特 GTC全景风挡版

汽车之家 欧宝 雅特 A+ 标准版

    自动4挡变速器虽然并不先进,但大脚油门依然可以连降两挡配合,由于变速箱附有运动模式设定,所以开启运动模式下变速箱可在发动机拉高至6000rpm时升挡,从而确保了动力的充分输出。总的来说这台ecotec发动机的特性偏向于高转速爆发,在低转速发力则稍为缓和。

菲亚特Bravo(指导价:20.38-21.98万)

    生于亚平宁半岛的民族很清楚自己在做些什么,就像他们所演绎的“最具艺术性”足球一样,虽然大部分时间都是处于防守挨打状态,但冷不防地来个反击就可以捧起冠军的奖杯。像法拉利这样的超级跑车,配备大排量的V型自然吸气引擎是无可厚非的,但打造像菲亚特Bravo小型的平民运动车型,意大利人也很有一手。搭载排量仅仅为1.4的涡轮增压发动机,在国内还真是首见,大众推出的1.4增压引擎来到中国也是后话了。

汽车之家 进口菲亚特 博悦 1.4T 运动版

汽车之家 进口菲亚特 博悦 1.4T 运动版  汽车之家 进口菲亚特 博悦 1.4T 运动版

    1.4T-JET发动机在5500rpm时可提供110KW最大功率,在3000rpm时提供230N·m的最大扭矩,而启动Sport键后在超增压状态下,可在3000rpm时提供230N·m的最大扭矩,极速达到212公里/小时,厂家公布的百公里加速成绩为8.2秒。Bravo的涡轮介入点大概在发动机的2000rpm左右,而直到5000rpm都是发动机扭力的上佳输出范围。

汽车之家 进口菲亚特 博悦 1.4T 运动版

    由于采用类似保时捷VTG那样的可变翼式的涡轮,涡轮增压器可以根据驾驶者的使用负荷介入,也就是说当大脚油门加速时涡轮会迅速的全负荷运行,当小脚油门保持匀速行驶时涡轮会以较小的增压值介入,从而涡轮迟滞现象得到缓解,所以涡轮的介入时对驾驶者以及车身动态的影响降至最低。6速手动变速箱提高了Bravo的可玩性,但没有自动挡车型会失去不少消费者支持。

暗黑中的舞者:

    它们并不是超跑,当然他们也并不稀罕成为超跑。它们的买家也许并不是在赛车场上的职业车手,但总是活跃在暗黑的山路中。白天它们只是一台正常的机器,但夜幕降临后它们就在下坡道上不断画圆。它们的身价注定它们只是草根阶层,它天生不凡的“芯”脏机能却使它们成为草根中的英雄。很多年轻人注定不能成为汉密尔顿,但向高桥凉介靠拢还是可以的。

马自达RX-8手动(指导价:38万)

    当年日本马自达坚决宣称RX-8并非RX-7的取代品,前阵子传出的马自达RX-7复兴计划最终杳无音信。同样采用转子发动机的RX-8和RX-7事实上有着很大的不同,虽然它们的称谓仅仅是“1”的差别。以RX-7的终端车型FD为例,虽然同样采用转子引擎结构,但RX-7 FD采用序列式双涡轮的增压设定来推动转子运动,而RX-8则采用自然吸气来推动转子运动。而值得注意的是,RX-7最终停产与其高排放有着很大的关系。

汽车之家 进口马自达 马自达RX-8 6挡自动型

汽车之家 进口马自达 马自达RX-8 6挡自动型  汽车之家 进口马自达 马自达RX-8 6挡自动型

    1.3排量的发动机可以迸发出170/8200 KW/rpm的最大功率,最大扭矩则为211/5500 N·m/rpm,这并不是玩笑而是双转子技术的功劳。一般发动机是往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。

汽车之家 进口马自达 马自达RX-8 6挡自动型

    转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时自转运动,三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次,所以其转子发动机的做功要比一般的四冲程发动机高效,也由于转子引擎的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速,从而达到了小排量、高转速、高输出的要求。通过这样的原理,RX-8发动机的最高转速可以达到10000rpm,事实上这样的输出特性在一些山路竞赛中有着很大的作用,对手在6000rpm-7000rpm已经达到极限时,RX-8仍有2000rpm-3000rpm可以作为秘密武器利用。由于转子发动机的质量已经非常轻巧,加上RX-8采用了FR驱动布局,从而使前后重量比例达到50:50,其弯道操控也极具玩味。但值得注意的问题是,转子发动机对油品的要求、高油耗的特性以及其偏低耐磨性,还是马自达不能解决的最大问题。

09款斯巴鲁Impreza WRX(指导价:33.98万)

    斯巴鲁已是久经WRC沙场的老将,不久前与铃木同时宣布退赛令不少人大跌眼镜,考虑到近年战绩不甚理想以及金融环境不济等影响,斯巴鲁还是无奈抽身而去。事实上不少车迷都为此感到凄凉,近年来WRC赛场仿佛成了天才车手勒布的天下,而斯巴鲁则沦为陪衬的绿草。但这并不能否决它曾经的辉煌,还有那副优秀的水平对置发动机和左右对称四驱系统。很多斯巴鲁的粉丝都疾呼没有涡轮加持的斯巴鲁车型不是真正的斯巴鲁,虽然这话有些偏激,但也正好说明了涡轮增压技术对这个运动狂热份子的重要性。

汽车之家 斯巴鲁 翼豹 2.5T WRX 三厢

汽车之家 斯巴鲁 翼豹 2.5T WRX 三厢  汽车之家 斯巴鲁 翼豹 2.5T WRX 三厢

    09款的斯巴鲁Impreza WRX搭载的是2.5T水平对置发动机,最大功率为169/5200 KW/rpm,最大扭矩为320/2800 N·m/rpm,厂方公布百公里的加速时间为6.3秒。由于扭矩峰值输出的时机来得并不早,如果要把这台WRX的性能发挥得淋漓尽致,避免涡轮出现介入/退出的情况,要求驾驶者对引擎的工作习惯掌控具备更为熟练的技巧,从而把握最好的换挡时机。而事实上在驾驶过程中,由于涡轮的增压值并不是很大,而且介入点比较模糊,所以涡轮迟滞反应也不算明显。

汽车之家 斯巴鲁 翼豹 2.5T WRX 三厢

『水平对置涡轮增压发动机』

    厂家宣称这款Impreza WRX的发动机同样比上一代车型降低了10mm,事实上不要少看这个数字,更低的重心意味着更少的侧倾,在竞技比赛中出弯时比对手快1/10秒的时间,后来的直路就可以遥遥领先了,而且重心位置在后期的改装作业中不容易改变。然而斯巴鲁一直坚持的水平对置发动机布局是其低重心的关键所在,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳。发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,产生的横向震动容易被支架吸收,而这种由于活塞运动的行程较短,所以水平对置发动机的瞬间爆发力则显得更为爽快。

贵族也疯狂:

    竞技场上的硝烟与他们没有太多的关系,除非他们经常关注FIA盛况,更多时候他们会和心仪对象无所事事地驾车出外兜风,这是富家公子的贵族生活,所以敞篷车是他们的购车首选。汽车性能对于他们来说并不是制服对手的利器,而是为了让旁边的伴侣知道他们也很懂车,偶尔狂飙一下就当是显显威风,所以一副好的发动机对他们来说同样重要。

BMW 330i 敞篷版(指导价:72.5万)

    前文提到宝马一直是自然吸气引擎的痴迷者,但与其他擅长打造自然吸气引擎的车商不一样的是,宝马对直列汽缸排布方式的引擎一直情有独钟,而且还的确有着自己的心得。现在以采用V型自然吸气引擎为主的雷克萨斯,当年推出的第一款紧凑运动车型IS200便是模仿宝马3系打造的,可见宝马的直列汽缸排布引擎的确颇有造诣,尤其是直列6缸。

汽车之家 进口宝马 进口宝马3系 330i敞篷轿跑车

汽车之家 进口宝马 进口宝马3系 330i敞篷轿跑车  汽车之家 进口宝马 进口宝马3系 330i敞篷轿跑车

    190/6600 KW/rpm的功率输出,300/2500 N·m/rpm的扭矩奉献,百公里加速时间为6.5 秒,这便是搭配6档手自一体变速箱的330i给我们带来的书面数据。传统的直列发动机制造成本较低,稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑等特点,但输出功率偏低也是不可改变的事实,尤其是6缸或以上的车型,采用直列排布方式会占用更多的发动机舱位置,所以至今为止并没有几家汽车制造商坚持采用直列6缸发动机。

汽车之家 进口宝马 进口宝马3系 330i敞篷轿跑车

    但宝马是个例外,考虑到6缸直列发动机在燃烧的时候不会产生不均衡的惯性力,体积使得其重量不会过于集中,从而使整车重心不会过于靠前,加上宝马祖传的FR驱动方式以及长车头短车尾的设计,将直列6缸发动机纵置于发动机舱内是个两全其美的办法。然后,为了克服直列发动机功率输出偏低的弱点,宝马也采取了不少措施。首先采用了新的材料为发动机进行了减磅手术,330i搭载的这款直列六缸发动机在许多部位采用镁铝合金,在取得更高强度的同时,发动机的重量比采用铝材时降低了30%。

汽车之家 进口宝马 进口宝马3系 330i敞篷轿跑车

    同时得益于宝马的Double Vanos气门正时可变系统和第二代的Valvo Tronic连续可变气门升程技术,使发动机在低、中、高转速时都有充足平顺的扭矩输出。Double Vanos气门正时可变系统通过正时链和凸轮轴之间发挥作用,曲轴与凸轮轴之间的相对位置的改变导致气门开启时间相应改变,从而专门控制残留气体的流动,同样改善了燃油效率和减少了尾气排放,而升功率的表现也让对手感到害怕。

奥迪 TTS 2.0TFSI(指导价:70.5万)

    废气涡轮与分层燃烧技术已成为大众汽车产品的最佳拍档,作为大众汽车旗下子品牌的奥迪也绝不会错过如此的好处,刚刚登录中国不久的TTS系更将这对技术搭配体现得淋漓尽致。

汽车之家 进口奥迪 奥迪TT TTS Coupe 2.0 TFSI quattro

汽车之家 进口奥迪 奥迪TT TTS Coupe 2.0 TFSI quattro  汽车之家 进口奥迪 奥迪TT TTS Coupe 2.0 TFSI quattro

    200/5600-6200 KW/rpm的最大功率输出,350/2500-5000 N·m/rpm的扭矩涌现,5.4秒的百米加速表现,看到数据便知道TTS与以往TT的不同,不单单是在表面做足功夫,那台EA888发动机也动了不少手术。

汽车之家 进口奥迪 奥迪TT TTS Coupe 2.0 TFSI quattro

    对缸盖、进排气、涡轮增压器、点火装置都进行改进,再对ECU相应进行调校,否则这些功率和扭矩的增益是很难呈现的。关于FSI在此不再赘述,而通过可变气门升程系统使凸轮轴通过发动机的转速来控制废气对涡轮增压器的控制,当发动机转速较低时凸轮轴则使排气管直径变小尾气流速变快从而让增压器更早的介入,这便是奥迪涡轮技术的关键所在。

    结语:所谓“运动无界限”,无论是自然吸气还是涡轮增压,一些成熟优秀的汽车厂商也早已把握其技术的关键所在从而修炼出可以统领一方的独门秘笈,而消费者只要根据自己的需求做出选择即可。也许“T”时代即将到来,但可以肯定的是自然吸气技术并不会因此消失,否则就不精彩了,不是吗?

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