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牛車網(wǎng)網(wǎng)友騳驣問:
高轉(zhuǎn)速發(fā)動機的優(yōu)缺點是什么?
牛車網(wǎng)網(wǎng)友Y_Lee 答:
所謂高轉(zhuǎn)速發(fā)動機,是指最大功率和峰值扭矩在發(fā)動機相對高轉(zhuǎn)速下才能實現(xiàn)的發(fā)動機,因此駕駛使用了高轉(zhuǎn)發(fā)動機的車型你會明顯感覺到:發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時扭矩輸出不足,汽車加速慢,而在中高轉(zhuǎn)速下,動力又會變得非常澎湃,推背感十足。也難怪作為民用高轉(zhuǎn)發(fā)動機代表之一的K20A被人調(diào)侃說,4000rpm以下感覺都是怠速......
高轉(zhuǎn)發(fā)動機實現(xiàn)的基礎(chǔ)是更短的活塞行程,不過活塞行程的縮短會導(dǎo)致一系列的問題,比如低扭不足、混合氣燃燒不充分等等,所以一般情況下設(shè)計高轉(zhuǎn)發(fā)動機更難,成本也更高。那有些廠家為何還要不遺余力的研發(fā)這一類型發(fā)動機呢?其實原因也很簡單,主要是為了提升輸出馬力。要獲得更高的馬力輸出一般有兩個辦法,一是增加排氣量,這個方法雖然簡單粗暴,但效果不錯,過去深受美系品牌歡迎??梢哉f如果不考慮油耗和排放,這是非常好的發(fā)動機動力解決方案,但世界各國無論是排放還是油耗標(biāo)準(zhǔn)都越來越變態(tài),怎么可能不考慮呢......二是提升發(fā)動機轉(zhuǎn)速,在不增加發(fā)動機體積和重量的前提下,通過提高轉(zhuǎn)速來使得單位時間里活塞的做功次數(shù)增多,進而提升了最大馬力。
其實這也解釋了高轉(zhuǎn)發(fā)動機為何多出現(xiàn)在賽車上,畢竟比賽有規(guī)則,排量被限制死了,進氣密度也沒法提升(有些賽事要求只能采用自然進氣形式),各車隊想讓車跑得更快也只能在單位時間內(nèi)做功頻次上下功夫。
來到民用領(lǐng)域我們也會見到一些高轉(zhuǎn)發(fā)動機的身影,比如被車迷們奉為“神機”的本田K20A。K20A是本田進入21世紀(jì)后主推的一臺四缸自然進氣發(fā)動機,Integra Type-R車型的傳奇成就了該發(fā)動機的地位??梢赃@樣說,K20A是本田為了向世人證明自己擁有汽車制造能力的又一次實力體現(xiàn),可能和我一樣,諸位讀者也是因為VTEC開啟后的高亢聲線而迷戀上了高轉(zhuǎn)發(fā)動機,沒錯,在那個年代本田確實給我們帶來了這樣的感動。不過,實際上并非所有的高轉(zhuǎn)發(fā)動機都讓人可望不可即,過去的“老三樣”大家都熟吧,其中富康的發(fā)動機便有著相對明顯的高轉(zhuǎn)傾向。
從以上的文字中你大概已經(jīng)了解到了高轉(zhuǎn)發(fā)動機一直以來備受車迷推崇的原因,相同輸出馬力的情況下,它比大排量發(fā)動機有著更加緊湊的體積和更加輕的重量,這對民用性能車更或者對賽車而言都是巨大的優(yōu)勢,此外,因為活塞行程短的緣故,高轉(zhuǎn)發(fā)動機對油門的反應(yīng)比低轉(zhuǎn)發(fā)動機更靈敏,因此獲得的操控感兩者也有著不小的區(qū)別。至于激情的聲浪到底好不好這倒是主觀的東西,畢竟還有很多人更喜歡大排量發(fā)動機的渾厚嘛。
感受完高轉(zhuǎn)發(fā)動機的優(yōu)勢,我們再把目光回到K20A身上。在進入21世紀(jì)的頭十年里,K20A共經(jīng)歷了3次進化,而在每一個階段中,本田都為其加入了或多或少的新技術(shù)。實際上直到今天K20A也依舊算不上完美,它和眾多高轉(zhuǎn)發(fā)動機同樣要面臨或者說已經(jīng)面臨過以下這些缺點:
1)很難做好的缸體平衡。發(fā)動機各氣缸間如果不是精確的平行,活塞的高速運動就很容易導(dǎo)致缸體的振動,這在低轉(zhuǎn)速發(fā)動機上可能不算什么,可一旦轉(zhuǎn)速到了6000rpm甚至以上就可能會成為影響發(fā)動機平衡性的關(guān)鍵因素。為此,制造高轉(zhuǎn)速發(fā)動機對部件加工精度提出了非常高的要求,尤其是氣缸和諸多運動部件都需要精密測量一遍。
2)低轉(zhuǎn)速區(qū)間動力響應(yīng)偏弱。高轉(zhuǎn)發(fā)動機中缸徑大于行程的設(shè)定從理論上必然很難帶來滿意的低扭表現(xiàn),為了更好地滿足日常使用,民用級高轉(zhuǎn)發(fā)動機也就無可避免的要通過其他技術(shù)手段來彌補這個不足。本田K20A衍生自搭載于S2000上的F20C發(fā)動機,相比后者它加入的VTEC連續(xù)可變氣門正時技術(shù)讓配氣節(jié)奏更為靈活,而且氣缸采用了86mmX86mm(缸徑X行程)的相對中庸的設(shè)計,為的便是改善F20C上低轉(zhuǎn)動力偏弱的問題。
3)易爆震。高轉(zhuǎn)發(fā)動機的壓縮比普遍偏高,控制不好很容易導(dǎo)致氣缸內(nèi)出現(xiàn)燃燒異常的問題。所以過去在賽車領(lǐng)域中使用的4-2-1排氣也被反哺到了民用機型上,它能減少各氣缸間的排氣干涉,更好地控制燃燒室溫度,同時也有利于在進氣行程中吸入更多空氣。
4)易竄氣。普通內(nèi)燃機尚且存在這個問題,高轉(zhuǎn)發(fā)動機當(dāng)然更是如此。過去本田為了解決K20A上的類似問題,除了采用曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)外,還使用了尺寸更大的機油濾芯,為的就是盡可能凈化機油。
5)磨損大?;钊蜌飧椎母咚偻鶑?fù)運動必然會給部件造成嚴(yán)重的磨損,這時潤滑系統(tǒng)就被提到了非常突出的地位,粘度比較低的機油理論上更適合高轉(zhuǎn)發(fā)動機,不過這又對氣缸和活塞之間的匹配間隙提出了非常高的要求。
6)成本高。加入這么多新技術(shù)和新工藝,成本想不高都難啊,很多平民品牌不玩高轉(zhuǎn)發(fā)動機的原因也正在于此,因為就算一款產(chǎn)品各方面都達(dá)到了預(yù)期要求,最后還是可能因為售價過高而被市場淘汰。超跑就不同了,這些售價動輒百萬的奢侈品能夠通過各種溢價來彌補開發(fā)上的高額支出,最后甚至還能靠高轉(zhuǎn)的賣點獲得不小的利潤。
說實話,現(xiàn)在一臺普通的1.4L渦輪增壓發(fā)動機就能輕松達(dá)到150匹的最大馬力,而廢了半天勁兒研發(fā)出來的2.0L自吸高轉(zhuǎn)發(fā)動機也不過如此,更殘酷的是后者的成本卻要比前者高出很多??吹竭@估計你也會感覺玩高轉(zhuǎn)發(fā)動機就是受累不討好的買賣,雖然用上了各種好東西,結(jié)果還不如人家一顆渦輪來得簡直粗暴。
當(dāng)然,我們喜愛高轉(zhuǎn)發(fā)動機和這些數(shù)據(jù)無關(guān),而是更在意它帶給我們的有別于普通發(fā)動機的特殊樂趣,這其中可能是每一次工程師為了精度做的測量,亦或者是VTEC開啟后的高亢聲線。
總之,我們喜愛高轉(zhuǎn),更喜愛高轉(zhuǎn)的精神。
這,大概就是所謂的情懷吧。
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