聽島主講故事:汽車為什麼會和人一樣出現高原反應呢?

2020-12-22 汽車科學島

核心問題:拆掉空濾憑什麼能解決「高反」?

燃油動力汽車在高原同樣會「高反」,人出現「高反」的解決方式是吸氧,而不是加大力度吸入清潔空氣或者「減掉鼻毛」。汽車發動機空氣濾清器的作用和「鼻毛」一樣,是用過過濾掉空氣中夾雜的雜質,其功能絕對沒有過濾或吸收氧氣這一項。所以汽車在高原拆空濾實屬徒勞,這是對高原反應概念的完全不理解。

高原反應一般指進入海拔3000米以上的高原地區,因空氣中氧含量的降低造成的缺氧症狀,關鍵詞為【空氣稀薄】。稀薄的概念可理解為空氣體積的碰撞,大氣越接近海平面受到的地心引力作用越大,此時引力就像一雙無形的大手把空氣握成了小小一團;在平原地區的常壓狀態下空氣中的氧分子含量約為20.9%,這是大部分人已經適應的標準。

隨著海拔的上升,引力對於大氣的「持握力」會逐漸變小,白話一些的描述則是沒有足夠的力去壓縮或約束空氣的體積,此時空氣體積會隨著海拔的升高而逐漸膨脹。這裡涉及到「體積與容量」的概念。

假設平原地區1立方米的空氣含有「20.9個氧分子」,這一立方米是「隱形的容器」。達到海拔4000的高度時,「隱形容器的容積沒有變」,但空氣作為「填充物」體積膨脹之後氧分子的間隙加大了,此時體積為1m的氧氣中只含有約「12個氧分子」,那麼把這些空氣塞進「容器」中是不是氧含量降低了呢?

汽車的發動機燃燒室是空氣的容器,就像人的肺也是空氣的容器一樣。兩者的容積是固定不變的,那麼能吸入的空氣也只能以「體積概念」量化;此時隨著海拔提升而體積膨脹的空氣為「填充物」,發動機與人作為容積能吸入已經是客觀膨脹的空氣,其氧分子是高還是低並不能以「肺的容積」來決定,也就是說在高原只能認頭「高反」了。

以上空氣稀薄的概念以及汽車為什麼會高反的原因,但車的高反要具體到燃油動力汽車,因為只有依靠燃燒燃油產生動能的燃油車才需要氧氣。氧氣是燃油的助燃劑,其濃度的降低會降低燃燒時分子運動的強度,通過分子運動推動活塞運動而轉化成為的扭矩也會降低,扭矩的降低則會帶來輸出功率(×1.36等於馬力)的降低。汽車的高反是「沒勁」,那麼怎麼才能有勁呢?

汽車高反解決方式

養成高轉速低車速的駕駛習慣渦輪增壓汽車稍微好一些汽車高反是因為缺氧,想要提升動力則需要吸入更多的空氣;提高發動機進氣量的方式不是拆空濾,因其正常的過濾能力並不會影響進氣量,發動機的排量大小才決定進氣量。而提升進氣量的方式只有大油門高轉速,轉速越高負壓吸氣壓力越大;這是自然吸氣發動機自身提升馬力的唯一方式,只是會非常費油。

第二種方式是改裝機械增壓器,通過增壓器可以將空氣一定程度的體積壓縮,體積變小後氧分子的數量自然會變多,高反也就不會那麼嚴重了。至於建議改裝增壓效果不理想的機械增壓,其原因在於後市場沒有什麼改裝站有能力改裝渦輪增壓,而且車輛的變速器與傳動懸架系統也不能能承受動力的大幅提升,所以只能退而求次選擇機械增壓器了,供參考。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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