品牌专栏

关于嘉年华的发动机

　　看到前面有网友问到千里马比嘉年华的马力大，其实际动力性为什么不如嘉年华的问题，以及其他网友的回答，感到现在很多人对发动机动力性的理解存在普遍的误区。

　　大家知道，目前的普通内燃发动机的汽缸排气量是个恒定值，这种发动机都有个额定的功率，就是说这种发动机的最佳工作状态只有一个，当偏离这种状态时，无论是更低的转速，还是更高的转速，其发动机效能都会显著下降。

　　一般说来，汽车的发动机的最佳状态都取在其正常行驶的速度上(视车型不同，其取值也不同，跑车高于房车，轿车高于越野车，而某些重载的工程机械最低))，当汽车启动时，发动机状态是远远偏离其最佳工况的，这时候的发动机输出功率远比最佳时要小，而绝不是某些人想象的转速低时扭矩就一定大(他们是按照功率=扭矩×转速来理解的，但是他们忘记了发动机在非最佳工况下输出功率会大幅度下降)。

　　发动机的这种特性，可以称为其输出特性曲线的刚性，刚性越强的发动机，当偏离最佳工况时功率和扭矩下降得越厉害，在起步时越困难，而柔性好的发动机，在低转速下扭矩损失也不太多，因此能表现得有更好的加速性能，前面提到的嘉年华的发动机，就是一种典型的柔性较好的发动机(相对于普通发动机而言)。

　　我不知道福特是采用什么办法让其发动机具有较好的柔性的，我没有研究过。但是我所了解的较好的增加发动机柔性的办法是增压技术，所以一般赛车都普遍采用增压效果最好的机械增压技术(但是却降低了发动机热机效率，增加了油耗)，而在市场上销售的车型，则有不少采用效率较高的蜗轮增压技术。

　　蜗轮增压目前很热，很多中高档车竞相采用，但是目前人们对蜗轮增压技术的理解也存在明显的误区，我甚至遇到过有从事发动机行业技术人员都对它存在错误认识。

　　误区之一：蜗轮增压提高了发动机输出功率，是其受欢迎的主要原因。

　　蜗轮增压的确可以提高发动机功率，但是我要问的是为什么一定要增压，为什么我不能换一个不增压但是排量更大的发动机呢？

　　有人说我的1.8T小发动机能发出2.4普通发动机的大功率，可是这又有什么意思呢？为什么要去追求小一点的排量？当1.8T发动机发出相当于2.4的功率时，其油耗绝对不再是和普通1.8发动机相当，而是和普通2.4发动机相当！

　　有人说，2.4发动机体积太大，1.8发动机体积小，增压后升功率要比2.4普通发动机大。难道现在的发动机普遍体积太大，汽车引擎盖下没地方安置所以要一味地追求升功率？何况加装了蜗轮增压系统的发动机，其增加地体积不见得就比一台大发动机小。

　　当然，还有人说2.4普通发动机通常比1.8T发动机重，这是可能，但是好象汽车不会因为这点重量就显得力不从心了吧？

　　误区之二：蜗轮增压发动机比普通发动机效率高，因此相对油耗较少。

　　这是最常见的误区，持此种观点的人的理由是，蜗轮增压利用了汽车废气的能量，因此效率高。

　　如果把这废气的能量，通过蜗轮加到车轮上，这能提高效率是不假，可是所谓增压，实际上是把这部分能量用于增加进气量，从而可以相应地增加给油量，因而增加了发动机功率。

　　我们知道，要提高发动机输出功率，就得增加供油，而增加供油，就必须增加进气量以使油料充分燃烧，于是就不得不增加汽缸的排量。。。。这是传统的思维方式，而增压技术则是通过压力强行向小排量汽缸中压入更多的空气，从而获得相当于大排量发动机的效果，这是增压技术的基本原理。但是这样做也带来了不利的因素。

　　我们知道内燃机的基本热效率公式N=(T-T0)/T，T是燃料燃烧的最高温度，T0是排气温度，都是以绝对温标为单位。在排气温度难以大幅度降低的情况下，提高燃烧温度是提高热效率的主要手段。

　　在燃料类型不变的情况下，要提高T，目前主要的手段就是提高发动机的压缩比，但是这受到燃料本身的限制。柴油机由于是压缩终了才给油，所以这个问题还没那么严重，但汽油机由于是将混合气压缩，为了防止压缩过程中的自然，压缩比是有一个极限的。

　　现在回到增压技术上来，由于增压装置向汽缸中泵入了更多的空气，如果还是采用原来的压缩比，势必使压缩终了时的温度上升到更高，很可能超过了油气混合气体的燃点，因此为了能让发动机工作，势必在设计时就降低发动机的压缩比。也正是因为这个原因，目前蜗轮增压技术更多地是用在柴油机中，而汽油机中用得较少。

　　由于降低压缩比就降低了热效率，因此使用机械增压的赛车发动机效率是低于普通发动机的，但是作为赛车，在比赛规则限制了排量的情况下，牺牲一点效率以换取尽可能大的功率还是值得的。

　　至于蜗轮增压，则是利用了废气的能量，而不是象机械增压那样消耗输出能量，虽然降低压缩比使得从汽缸中排出的废气温度比非增压发动机高从而降低了热效率，但是这个高温的废气又推动蜗轮做功，蜗轮的能量通过压气反馈回汽缸，而离开蜗轮的废气温度也降下来了，因此按照热效率公式可以知道，整个系统的效率并无下降，有可能还略高一点，但是这个效率的增加即使有也是微乎其微的。

　　因此，认为蜗轮增压技术提高了发动机热机效率从而降低了油耗，这是一个流行的错误。

　　那么蜗轮增压有什么好呢？其实很简单，蜗轮增压技术大大提高了发动机输出特性的柔性，使得发动机在很宽的工况范围内都能达到或接近最佳工作状态，从而在大部分时间内处于高效率状况，因此而使发动机的动力性大大提升，而油耗明显下降。

　　开与不开增压、增压量取多或取少，这个是可以很方便地调节的(一般增压发动机中都是自动调节的)，因此蜗轮增压发动机的额定功率不是一个恒定值，而是一个最佳状态可连续变化的发动机。大家知道小马拉大车、大马拉小车都会降低效率，而蜗轮增压发动机的优势就是当负载小是它就是小马，当负载大时它就是大马！

　　顺便再提一次嘉年华的发动机，我没有专门研究过它，不知道是什么原理，但是我很佩服福特，居然在没有用增压技术的情况下做出一台有点类似增压效果的柔性这么好的发动机~！