渦輪增壓對比自然吸氣,1.2萬轉最強自吸發布,為何渦輪無高轉速

2020-12-23 選車偵探

近日,一家來自英國的汽車製造商GMA發布了史上最強量產自然吸氣發動機,這款發動機打破了多項記錄,其紅線轉速達到驚人的12100轉/分,對於我們日常駕駛中2-3000轉/分就換擋的普通車來說,這個數據非常誇張。高轉速是自然吸氣發動機的強項,而渦輪增壓發動機目前最高轉速在7000轉/分左右,是什麼造成了這樣的差異呢?今天我們選車偵探就以這臺最強自吸來分析渦輪增壓和自然吸氣的區別,看看兩種發動機有何優缺點,購車時應該如何選擇。

1.驚人的考斯沃斯4.0L自然吸氣V12發動機

戈登穆雷,這個在汽車界大名鼎鼎的設計師為車壇留下了無數經典作品,其設計的傳奇跑車邁凱倫F1目前拍賣價格超過千萬美元,在離開邁凱倫後,戈登穆雷自己創立了設計公司和汽車品牌,並將其命名為Gordon Murray Automotive(戈登穆雷汽車),縮寫GMA,隨著超級跑車市場的復甦,戈登穆雷開始設計屬於自己品牌的巔峰佳作--T.50。

為了繼承邁凱倫F1的精髓,GMA選擇與英國著名發動機製造商考斯沃斯合作,為新車定製了自然吸氣發動機,為什麼不是時下流行的渦輪增壓呢?GMA表示自然吸氣發動機可以擁有極快的油門響應、迷人的聲浪、平順的動力輸出和上限非常高的紅線轉速,出於以上原因,GMA T.50選擇了自然吸氣V12發動機。

在考斯沃斯的努力下,定製3.9L自然吸氣發動機最大功率達到663馬力,紅線轉速為12100轉/分,為了達到GMA的重量目標,發動機缸體由高強度鋁合金製成,連杆、氣門和離合器殼體都是昂貴的鈦合金,輕質材料的結合讓發動機重量保持在了178kg,這是史上最輕的量產12缸發動機,其功率密度達到166馬力/升,從這一點來看,自然吸氣發動機另一個優點就是零部件更少,體積小同時重量輕,重心相比渦輪增壓發動機更低,這對於高端運動車型來說非常重要。過彎時的載荷轉移更小,車輛操控可以更靈活。

雖然沒有機械的增壓裝置,但這臺自然吸氣發動機擁有頂置式冷空氣衝壓進氣系統,發動機進氣被安置在車頂,最終升功率達到166馬力,這就像一臺排量為1.0L的家用車,功率達到166馬力,高轉速帶來的功率增長非常驚人。

2.渦輪增壓為什麼無法高轉速運行,高轉速有何缺點

渦輪增壓發動機無法高轉速運行的第一個原因就是會帶來更高的排氣溫度,同時發動機震動也會更加明顯,發動機耐久度會受到影響,如果要升級渦輪的耐溫性,就要採用更加高端的耐溫材料,發動機成本也會上升,一個耐溫1020度的高鎳不鏽鋼蝸殼成本佔到整個渦輪的50%以上,如果採用更高端的航空材料,蝸殼價格也會以數倍甚至數十倍的價格遞增

其次渦輪增壓發動機可以提前將動力壓榨出來,沒有必要通過高轉速來獲取高功率,當流量為某一數值時,壓縮機的效率達到峰值,當流量超過此數值時,渦輪效率將迅速下降,扭矩曲線呈現下降的趨勢。當然高轉速的自然吸氣並不是沒有缺點,這種需要深踩油門的發動機不僅費油,耐久性也比低轉速發動機更差。

3.選車偵探--購車時應該如何選擇

大家都知道早期的本田VTEC發動機擁有非常高的轉速,但也異常費油,在普通的家用車上,可以看到渦輪增壓越來越多,自然吸氣幾乎消失在車市,這是因為我們上面分析的優勢,對家用車幾乎沒有幫助,比如高昂的聲浪、極快的油門響應,在工程師的不斷優化下,目前小馬力車上的渦輪遲滯幾乎無法察覺,渦輪增壓的故障率越來越小,所以高轉速自然吸氣逐漸消失在普通車上。

選車偵探總結:從4.0L萬轉自然吸氣發動機可以看出,自然吸氣發動機的功率壓榨遠遠沒有達到頂峰,但在未來,這樣的發動機只會存在於高端車型上,要知道T.50這款車的價格高達300萬美元,對於日常使用的家用車來說,不管是廠家還是我們消費者,想要更好的熱效率,渦輪增壓都是更好的選擇。

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