什么是“高转速发动机”和“低转速发动机”,它们有什么区别?
什么叫"高转速发动机"?什么叫"低转速发动机"?要是十年前你常逛汽车论坛,肯定对这两个名词不陌生。今天就让我们好好聊聊,它们之间到底有什么区别。
高转速发动机和低转速发动机,听着很专业的样子,好像跟普通老百姓没啥关系。其实并不是这样的,这事儿跟我们每个人都息息相关。不管你是不是车迷,了解一下也无伤大雅,说不定哪天就派上用场了呢?
赛车用的发动机才算是真正的高转速发动机。为啥要追求高转速呢?因为以前有些赛事不许用涡轮增压技术,而且还限制发动机排量。所以厂家为了获得更强动力,就只能拼命提高转速,让做功密度在有限时间内提高,从而增强发动机动力输出。
你没看过赛车的现场吧?那些赛车发动机的转速都过万了,有的改装车发动机转速更是能轻轻松松爆表。咱们普通的家用车,发动机一旦转速达到6000多转就已经到红线了,可在赛车上6000转也就是小Case。
高转速发动机单位时间内做功频率更高,所以比同排量的低转速发动机拥有更强的动力输出能力。为了实现高转速,这些发动机都是缸径大于冲程的设计。你肯定想问为啥要这么设计吧?
原因很简单,冲程小的话,曲轴转一圈活塞移动的距离就更小,活塞移动速度就更低一些,一来可以减少活塞与缸壁的摩擦,二来可以降低活塞在高速往复运动时产生的惯性力。
活塞在10000转时来回飞奔,产生的惯性力你是难以想象的。这种高转速发动机的设计理念跟普通发动机可是大不一样。比如它们的气门升程往往更大,这样在高转速下才能保证有充足的进气量。可是气门升程大了,在低转速时进气气流强度就会变弱,导致汽油雾化不充分。
所以这些高转速发动机都有一个共同特点,那就是启动时间特别长。你要是看过超跑启动的场景,就会发现启动机要响很久发动机才能启动,第一次见到这种情况的人还以为是发动机出问题了呢。
另外,这些高转速发动机的油耗都特别高。因为转速太高,而且活塞行程短,根本没机会充分利用混合气燃烧产生的压力做功。你别不相信,其实道理很简单。
混合气燃烧后气缸内的压力并不是瞬间就降低的,而是缓缓降低。如果你的活塞行程长一些,在活塞向下运动时就可以充分利用这个压力做功,提高热效率。
可是高转速发动机的缸径大于冲程,活塞运动到下止点的时候,排气门就要打开了。此时混合气燃烧产生的高压根本来不及利用,只能从排气门快速排出,等待下一次燃烧循环。
正因如此,这些高转速发动机在运行时排气压力更高,加上高转速带来的声浪,才有了那种迷人的"跑车狮吼"。不过,这声浪可不是白白送给你听的,高油耗就是代价之一。
以前涡轮增压发动机还没普及的时候,大多数家用车都是自然吸气发动机。按照最大扭矩转速的高低,人们把这些发动机分为高转速和低转速两类。
其实除了大众的几款自然吸气发动机外,其他厂家的自然吸气发动机基本上都算作高转速发动机了。大众当年的自然吸气发动机最大扭矩转速比较低,一般3000多转就能输出峰值扭矩。
而其他家用车的自然吸气发动机,最大扭矩转速基本都在4000转以上,所以被称为"高转速发动机"。这样的差异主要是因为设计理念不同所致。
高转速发动机普遍采用每缸四气门设计,可以增大气门有效面积,从而在高转速时提高进气效率。即便是高转速,两个进气门同步运作,也能确保充足进气量,保证较好的动力输出。
所以,高转速发动机只要你舍得把油门踩到底拉高转速,车辆的加速性和极速表现都很不错。低转速发动机则恰恰相反,一般只有两气门设计,进气面积小,高转时进气量就会不足,发动机最大功率自然受到限制。不过在日常驾驶中,低转速发动机更加从容省力。
现在涡轮增压发动机大规模普及,发动机不再需要靠活塞运动来吸气了。增压器可以在进气道内产生正压,只要打开进气门,新鲜空气就会自动涌入气缸。
所以现在的涡轮增压发动机,即便在很低转速下就能输出强劲扭矩,而且在宽转速范围内,增压器都能提供足够进气压力,确保良好的动力输出表现。
由于涡轮增压技术的普及,如今人们已经很少再拿"高转速"、"低转速"这两个词来评判发动机了。不过不管怎么说,高低转速的设计理念对我们选车确实还是有一定指导意义的。