自吸2.0L排量的车子当然能去西藏、能在高海拔环境下运行,这一点毋庸置疑。实际上高海拔对于内燃机的动力的确存在削弱,比如海拔高度平均升高1000米时,动力会下降约10%左右。当然这仅仅针对于自然吸气发动机,高海拔环境对涡轮增压发动机的影响很低。
所以增压在高海拔环境下会起到很好的补偿作用,比如在高原做饭要用压力锅,这其实就是在给锅增压;飞机想要飞得更高只能去使用涡扇发动机,因为涡扇发动机本身就是一台增压器。自然吸气发动机的歧管压力恒为负压,当然负压的意义不同于负数,只要低于常压(标准大气压,1BAR)即可称之为负压。
内燃机歧管压力与扭矩的关系
歧管压力、平均有效压力、发动机输出扭矩三者是呈正比例关系,也可以简单理解为歧管压力越大、发动机输出扭矩越大。同样的运行转速下,输出扭矩越大,所获得的功率就越大,因为功率=扭矩*转速/9550。当内燃机在高海拔环境下运行时,由于受到气压低的影响,则必然导致歧管压力的下降。因为歧管压力与发动机输出扭矩成正比,则导致发动机每循环所输出的扭矩下降。
而每次循环所输出的扭矩下降后,如果想保证发动机依然能保证输出功率就需要增加单位时间内的循环次数,简单点说就是需要更高的转速来维持功率。功率=扭矩*转速,汽车保持某个速度下行驶所需要的动力是相对恒定的,而如果此时扭矩下降,解决问题的方式只能是利用更高的转速,所以在高原行驶的自吸车发动机转速普遍拉高,平原时约2000转能实现的速度,在5000米高原则需要4、5千转才能实现。
自然吸气实际上也可以看作是某种程度上的增压,只是增加范围太少。
在广大车友眼中自吸发动机与涡轮增压发动机完全是两个类别,而自吸拥趸与涡轮增压粉之间更是水火不容。实际上自然吸气发动机也是某种程度上的增压发动机,只是歧管所能达到的压力太低而已,从这个角度上看自吸与增压存在一定程度的相似。而差异不过在于自吸属于被动增压,而涡轮增压发动机属于主动增压。
自然吸气发动机运行时的歧管绝对压力一般在40千帕—90千帕之间(1个大气压=1BAR=常压=100千帕),前文曾提到只要气压低于常压即为负压,所以虽然自然吸气发动机运行时歧管压力在40-90kpa范围改变,但依然称之为负压。但随着节气门开度不断增加使得转速不断飙升,进气歧管的压力从40kpa向90kpa提升时,压力是不是在增大?
增压增得是谁的压力?当然是歧管压力,那么当歧管压力从40kpa向90kpa增加时,这本身就是增压。所以自然吸气发动机随着油门不断增加、节气门开度不断放大时,歧管压力也是在不断增加的,而这个过程也可以称之为增压过程。但问题是这个压力增加的范围终究还是太低了,不足以抵消高海拔环境对气压的削弱。
2.0L自吸发动机在低气压环境中运行时动力是如何被削弱的?
歧管压力与输出扭矩成正比,而在高原低气压环境下自吸发动机的歧管压力会随着海拔高度的上升而下降。平均每上升1000米,气压降低约10kpa(93kpa),而当海拔高度达到5000米时,气压降低约50kpa。在常压的环境下运行的发动机歧管压力在40-90kpa浮动,而在5000米高原运行时因为环境压力只有50kpa(0.5Bar),那么则导致歧管压力最多不超过45kpa。
上文已经提到歧管压力与发动机输出扭矩成正比,那么歧管压力减半、发动机输出扭矩也减半。歧管压力最高时等效于发动机所能输出的最高扭矩,假如一台自吸发动机在歧管压力为90kpa时能输出约240nm的峰值扭矩,那么在歧管压力为45kpa时所能输出最高的扭矩不超过120nm。扭矩大幅度的被虚弱,那么功率自然也会下降,因为功率是由扭矩、转速构成的,扭矩被削弱而转速又受到红线的限制。
所以2.0L自吸车的确会受到高海拔环境的影响,海拔每升高1000米动力下降10%,海拔5000米时2.0L自吸=1.0L自吸。不过这些终究是理论,毕竟每个车友日常用车最多用不过一台车子50%的性能,在平原环境下保持120km匀速行驶也就需要40-50千瓦的功率去维持。一台2.0L发动机平均功率都在125千瓦以上。即便在5000米海拔,动力下降了一半剩60千瓦,依然能把车速拉到120km。
只不过此时的转速至少5000转以上,当然除了噪音大没其它问题。所以即便是2.0L自吸发动机依然能在高原环境高速行驶,最受影响的其实是提速,提速变化最明显。而对普通人而言5000米海拔已经不容易适应了,而在海拔更低的2000米、3000米环境下对发动机的影响会有但不那么直接,所以对于旅游来说2.0L自吸完全可以胜任高原。
相对而言,最适应高原环境下行驶的还是涡轮增压发动机,涡轮增压系统是个相对封闭的环境,受外界气压影响小。自然吸气发动机歧管压力直接与外部环境挂钩,而增压系统是主动增压可以对进气歧管内的绝对压强进行主动控制。如自吸在高海拔条件下歧管压力下降至0.2-0.4bar时,自身失去了调控的能力。而增压机则可以利用增压系统所提供的压力(0.8-1.2bar民用机范围)重新将歧管压力拉起来,歧管压力上来后扭矩输出正常,动力削弱不明显。
当然即便是增压机峰值压力依然会受到环境气压低的影响,所以峰值功率、扭矩同样会受到影响。但还是那句话99%的车友日常用车时用不到峰值功率、峰值扭矩,涡轮增压发动机可以保证在常用功率、扭矩这部分不受影响,但自吸却不行,所以增压机在高原不同意感受到动力下降。总而言之自吸、涡轮增压发动机都会受到高海拔的影响,但自吸受到的影响更大,但不是不能克服。
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