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小排量=小功率?小排量大功率发动机解析

2007年04月12日11:26 [我来说两句(8)] [字号：大 中 小]

来源：搜狐汽车 作者：吴佩
　　我们似乎习惯了一种观点：小排量=小功率。
　　可是，这只是我们看惯了奥拓、QQ之辈而产生的感性认识，事实上功率与排量之间并没有必然的关联，很多小排量大功率的发动机让人不战而栗。

发动机
缸数
搭载车型
排量
cc
功率
Ps@rpm
扭矩
Nm@rpm
Suzuki K6a
3
Suzuki Cappuccino、Kei Works
658
64Ps@6500rpm
（法规上限）
63Nm@3500rpm
Subaru EN07
4
Subaru Vivio
658
64Ps@7200rpm
（法规上限）
90Nm@4000rpm
奇瑞
SQR372
3
QQ308
800
51Ps@6000rpm
70Nm@3500-4000rpm
东安
DA465
4
QQ1.1、幸福使者
1100
52Ps@5200rpm
83Nm@3000-3500rpm

　　从四台小发动机的参数比较看来，两台日本小发动机的排量更低，然功率却比两款国产发动机功率高出不少，且这是在日本法规上限规定下做出的功率，如若能够解禁，这两台发动机均有上百马力的表现。
　　这就引出了我们今天的问题：为什么小排量发动机也能做出大功率的表现？
　　既然要解释这个问题，我们还是求助于最权威的教科书，看看发动机的功率影响因素有哪些吧：

　　这是个非常复杂的公式，看完这个公式头都会大，不过没事，我们将试着用最简单的方式为你仔细说明这个“并不复杂”的公式。

Ne便是功率，通常我们喜欢用P来表示功率，但在内燃机学中，他的符号是Ne，我们看到，他与n是成正比的，而n就是发动机的转速。
　　我们先看第一个分VsI/z*Vs在这里指的是单缸排气量，而i便是发动机汽缸数，而Z便是冲程数，绝大多数汽车都是用四冲程发动机。这是很好理解的，发动机单缸排量X汽缸数，再除以4冲程，这题名完全是交给小孩的算术题。

图为大众1781cc四缸发动机，
　　那好，我们接着看是燃料热值，也就是将1Kg汽油燃烧可以放出的热量总量，这也是个固定不可变的量，犯不着我们提着汽油桶真刀真枪地烧一把火“试验”。前者是过量空气系数，后者是燃烧1Kg燃料需要的理论空气量。如果要搞清楚过量空气系数，那得到大学旁听一节课了，在这里我们简单地说，这就是燃烧一定量需要的实际燃料。
　　转换到汽车里，这与发动机管理程序有关。进气量大小和喷油量大小，这直接构成了过量空气系数（欧美、日本等国家多以空燃比值来表征这一数字）。也就是说，一套好的发动机管理程序影响的因素就在这里。

一套好的发动机管理系统功不可没，图为宝马M5的发动机管理系统
　　用教科书的语言来说，这一数据是充气效率。换用简单的话来说，这关系到发动机进气压力、进气温度、残余废气系数、压缩比等问题。残余废气系数指的就是发动机扫气一次，残留在气缸里的气体与新鲜气体的体积比。而压缩比是什么？就是活塞位于下死点和上死点时候气缸体积的比值，多数汽油机的压缩比都在8-11之间，这可以在你的爱车说明书上找到。
　　如果能够理解上面这一段，那我们也就不难理解为什么这么多企业都要研发可变气门正时系统了。丰田VVTi、本田VTEC等可变气门正时技术解决的都是这个问题。同时，奥迪等企业也在尝试将发动机的压缩比不断提高。

本田醉心开发VTEC，说白了只是为了提高燃烧值
　　当所有解决的问题都解决了，那就让汽油燃烧吧！点火之后，汽油燃烧产生的热量有多少能够被发动机吸收呢？这一指标用燃烧值来衡量，这一指标成为热利用率。让我们想想，如果用更绝热的材料制造发动机，那损失的热量不是更少吗？如果我们把冷却量减少一点儿，那热量不是就能被发动机吸收变化成动力吗？这就是提升燃烧值的办法，只是这是一个极其危险的做法，如果一旦气缸绝热了，散热系统也“精简”了，我们的发动机也便变成了一台随时可能爆炸的炸弹……
　　燃烧值其实解决的就是热量吸收的问题，在这一点上，他和“盖中盖”是一个原理，只要能将更多的热量吸收转化成动力，那就能爆发更大的功率。也就能“一片顶过去五片，一口气上五楼，不费劲！”

汽油点燃了，热量爆发了，可是全部的热量都能被吸收吗？
　　我们权当发动机热量都被吸收了，接下来就是活塞推动曲轴卖命干活了。不过，这有个问题，这套机械部件会将吸收到的动力打折扣释放。活塞在气缸里摩擦，曲轴与连杆之间的摩擦，凸轮轴的摩擦……摩擦无处不在，谁都知道这会损耗动力。
　　机械系统打了多大的折扣？小排量发动机如果需要做出大功率，这一部分一定会做得更加出色。特别加强的是那个系统？
　　答对了！是润滑系统。

活塞上下往复，摩擦无处不在，你能指望发动机100%传递动力？
　　最后就剩下一个空气密度。
　　空气密度越大，功率越大，而且这是最为直截了当的增大功率的方式。也难怪，这么多企业选择了涡轮增压器这一“发动机伟哥”。气体经过涡轮压气机增压后，体积缩小，密度增大，功率自然增大。
　　通常，低增压的涡轮增压器可以将发动机功率小幅提升，而中等涡轮更可提高到1.5倍，甚至一些改装车可以将发动机功率提升3倍甚至4倍……前面所说的SUZUKI K6a发动机和SUBARU EN07发动机分别搭载的是涡轮增压器和机械增压器。二者便是这样将功率催逼到63Ps的日本法规上限的，而自然吸气版本K6a只有50匹的功率输出，EN07也只有39匹的功率输出。

就是他——涡轮增压器，发动机伟哥！

　　解释了这么多，其实不过是从源头上告诉大家，排量和发动机功率并无必然联系。日本三菱的红头4G63以2.0L的“小排量”便能制造280匹的最高功率；而美国林肯Towncar的4.6L发动机却只有220匹的最高功率，在此也就不难解释了。