自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)也稱為NA發(fā)動(dòng)機(jī),但NA是“NaturalAspiration”或“NormalAspiration”的縮寫,前者表示自然吸氣,后者表示無(wú)增壓。 它是不使用增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的總稱,但這個(gè)詞本身就是從低...
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)也稱為NA發(fā)動(dòng)機(jī),但NA是“NaturalAspiration”或“NormalAspiration”的縮寫,前者表示自然吸氣,后者表示無(wú)增壓。
它是不使用增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的總稱,但這個(gè)詞本身就是從低端發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)中誕生的。在增壓器技術(shù)發(fā)展之前,所有發(fā)動(dòng)機(jī)都是自然吸氣。那么,自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些特點(diǎn)?
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)名稱,主要有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī),但自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特性沒(méi)有改變。
正如“自然吸氣”這個(gè)詞的意思,發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸被增壓,吸入的空氣在不施加壓力的情況下被吸入,但并不意味著完全不施加力。
在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中,活塞在氣缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),但是當(dāng)活塞在進(jìn)氣沖程中下降時(shí),氣缸內(nèi)的壓力下降,因此由于壓力差而從外部吸入空氣。吸入的空氣量基本上由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)決定,活塞沖程大的發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量增加。
因此,最大輸出和最大扭矩在一定程度上往往由發(fā)動(dòng)機(jī)排量決定,排量的大小就是規(guī)格上的差異。
使用增壓發(fā)動(dòng)機(jī),可以對(duì)空氣施加比排量更多的壓力并發(fā)送到氣缸,因此可以產(chǎn)生比相同排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)更大的動(dòng)力。
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率如何輸出
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出在一定程度上是由排量決定的,但另一個(gè)決定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的因素是最大轉(zhuǎn)數(shù)。
在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中,除了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速外,增壓壓力和有無(wú)中冷器等各種因素都與輸出有關(guān),但在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高是直接相關(guān)的到輸出。
轉(zhuǎn)數(shù)越高產(chǎn)生的輸出越高,所以發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力會(huì)增加,汽車的最高速度也會(huì)增加。最大轉(zhuǎn)數(shù)由發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)極限決定,取決于氣門結(jié)構(gòu)、冷卻性能以及活塞和曲軸的耐用性。
發(fā)動(dòng)機(jī)的性能越高,設(shè)計(jì)的越耐用,輸出功率越高,以及高轉(zhuǎn)速型的特點(diǎn)。對(duì)于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),排量和最大速度是決定發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格的主要因素。
自然吸氣引擎的優(yōu)缺點(diǎn)
1.適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)是一種提高最大轉(zhuǎn)數(shù)和增加輸出的發(fā)動(dòng)機(jī),但這正是增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所不擅長(zhǎng)的。
在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中,主渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)利用廢氣的能量進(jìn)行增壓,但由于廢氣被渦輪接收,成為廢氣流動(dòng)的阻力。
在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),如果廢氣流動(dòng)不順暢,發(fā)動(dòng)機(jī)效率會(huì)下降,但渦輪增壓只是一個(gè)障礙,所以我不擅長(zhǎng)高轉(zhuǎn)速范圍。
然而,自然吸氣引擎由于沒(méi)有渦輪增壓器而具有平穩(wěn)的排氣流動(dòng),并且可以實(shí)現(xiàn)在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有高排氣效率的發(fā)動(dòng)機(jī)。
為了使其成為高速型,需要設(shè)計(jì)氣門系統(tǒng)并確保高耐久性,但作為發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu),可以說(shuō)適合高速型。
2.出色的燃油經(jīng)濟(jì)性
與增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相同排量的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)雖然輸出功率有所降低,但具有燃油效率優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是可以在小排量下發(fā)揮高輸出的發(fā)動(dòng)機(jī),但這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)增加空氣量可以燃燒大量燃料,基本上燃料消耗趨于惡化。
在80年代和1990年代,當(dāng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)非常受歡迎時(shí),高輸出是汽車的訴求,但隨著環(huán)保意識(shí)的提高和經(jīng)濟(jì)衰退,人們開(kāi)始關(guān)注燃油效率,自吸發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始普及。
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率比渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高20%到30%,如果設(shè)置為低轉(zhuǎn)速,將非常高效。
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)是強(qiáng)調(diào)燃油效率,但近年來(lái),渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率由于小型化渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的新技術(shù)而大幅提高。
3.高效率
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比設(shè)定得比增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高,作為發(fā)動(dòng)機(jī)本體具有較高的熱效率。可以說(shuō),高熱效率幾乎決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的所有輸出和燃油效率,而提高熱效率最基本的結(jié)構(gòu)就是提高壓縮比。
壓縮比是氣缸內(nèi)的混合氣被活塞壓縮的比例,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)基本上是7左右,自吸發(fā)動(dòng)機(jī)有可能達(dá)到9左右。
這種壓縮比的差異是由于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震性的不同造成的,而渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由于吸入大量空氣,很容易因燃油異常燃燒而發(fā)生爆震。為了減少這種情況,必須減少壓縮以降低空氣燃料混合物的溫度,這會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率。自吸發(fā)動(dòng)機(jī)在這方面有很好的條件,因此可以提高壓縮比。
然而,這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu),現(xiàn)在通過(guò)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)、EGR、可變氣門等穩(wěn)定提高壓縮比成為可能。但是,基本上自吸發(fā)動(dòng)機(jī)可以更高,壓縮比最高可以達(dá)到14,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到11。
線性加速和出色的響應(yīng)
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)通常是比增壓發(fā)動(dòng)機(jī)更平穩(wěn)的加速,并且具有在踩下油門后立即開(kāi)始加速的出色響應(yīng)。
作為增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的主流的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值加速度比自吸發(fā)動(dòng)機(jī)更強(qiáng),但在踩下油門和實(shí)際開(kāi)始加速之間存在稱為渦輪滯后的時(shí)間滯后。
但是,由于自吸發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有渦輪遲滯,因此它沒(méi)有這些缺點(diǎn)并顯示出簡(jiǎn)單的特性。這對(duì)汽車的駕駛感覺(jué)產(chǎn)生了很大的影響,而自吸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于喜歡壓力較小的線性加速的用戶來(lái)說(shuō)是一種有吸引力的發(fā)動(dòng)機(jī)。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)比增壓發(fā)動(dòng)機(jī)零件少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是一大優(yōu)勢(shì)。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)比具有更多的零件,例如渦輪增壓器、增壓器和中冷器等大型零件,以及輔助它們的冷卻系統(tǒng)。
此外,增壓會(huì)給氣缸和活塞帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān),因此發(fā)動(dòng)機(jī)本身也必須堅(jiān)固耐用。但是,這些效果具有零件數(shù)量多和發(fā)動(dòng)機(jī)重量增加的缺點(diǎn)。
自吸引擎沒(méi)有這些缺點(diǎn),所以比較簡(jiǎn)單、輕便、緊湊。此外,重量輕對(duì)汽車的行駛性能和燃油效率有積極的影響,這是自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)。另外,零件數(shù)量少在成本上有優(yōu)勢(shì),適合低價(jià)位車。
自吸引擎的缺點(diǎn)
自吸發(fā)動(dòng)機(jī)比增壓發(fā)動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn),但它們也有一些缺點(diǎn)。
由于其特性,增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以在小排量下發(fā)揮高輸出和扭矩,而進(jìn)氣量較小的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法與之抗衡。一般說(shuō)來(lái),增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與1.5倍排量的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)性能相同,同樣排量,增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能更高。
近年來(lái),渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的概念成為主流之一,通過(guò)小型增壓發(fā)動(dòng)機(jī)使其性能與更高級(jí)別的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)相同,在重量方面也有優(yōu)勢(shì),燃油效率也不錯(cuò)。
為了用自吸發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)動(dòng)機(jī),絕對(duì)需要增加排量,這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)重量增加和燃油效率變差等缺點(diǎn)。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)的排量小,效率和燃油效率都不錯(cuò),但如果發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成增加輸出,劣勢(shì)勢(shì)必增加。
即使是高輸出,增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)排量也可以保持在較低水平,這有助于減輕重量。
尤其是追求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的跑車、超級(jí)跑車等,往往適用于小型、高輸出的增壓發(fā)動(dòng)機(jī),尤其是在超級(jí)跑車中,自吸發(fā)動(dòng)機(jī)很少。
作為城市通勤的家用車,自吸發(fā)動(dòng)機(jī)依然是首選。