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某些汽車裝備自然吸氣發動機（NA）有很高的功率，實際駕駛性能不如低功率小排量渦輪增壓，原因是什麼？相信大部分日系汽車用戶都會感覺迷惑。功率的單位是馬力，理論上一定是公制馬力越大，車輛的加速能力總會越強且極速越高；但事實卻總與想像的性能標準相悖，其實原因很簡單——沒捨得踩油門。
然而作為家用代步的汽車很少有人會高頻率的拉升轉速，主要代步轉速區間為2000/5000rpm，這還是駕駛風格比較剽悍的司機的標準。如果也有這種駕駛習慣的話，那麼裝備NA機型的車輛必然會有很差的動力體驗，反之則油耗難以控制。
01馬力的概念
國內使用的馬力單位為「公制馬力」，標準為1PS可以驅動七十五公斤的物體，以每秒一米的標準運動；那麼在物體質量（重量概念）不變的前提下，兩馬力是不是就能實現2m/1s的運動速度呢？
答案就是這樣了，汽車的整備質量恆定不變，總質量無非是核載人數和載貨質量進行的提升；所以發動機輸出的馬力越大則性能越強，但如果了解如何提升馬力的方式，對於NA可能會非常的失望，這種技術是非常原始（落後）的。
馬力計算公式：扭矩×轉速÷9549×1.36
常數和倍率不會變化，在沒有乘以1.36之前得出的數據為功率（kw）；最終決定馬力大小的核心因素是扭矩大小或轉速高低，咱們先撇開扭矩不談，了解轉速的概念很重要。
首先量產汽車的轉速都會限制在相當的標準範圍內，比如「≤7000rpm」；於是代步車的轉速極限就沒有什麼區別了，但轉速究竟是什麼在「轉」呢？答案是內燃機的【曲軸】在不停旋轉，所謂的「速」指的是曲軸每分鐘（min）旋轉的次數，或者理解為「圈數」也可以，4000rpm就是曲軸每分鐘轉4000次。
重點：曲軸連接的是發動機的動力輸出端，飛輪或連接變矩器動力轂結構；以飛輪為參考，飛輪沒轉一圈會輸出一次轉矩（扭矩/動力），那麼是不是單位時間內轉動的次數越多，輸出的動力總和就會越高呢？
理論上當然是這樣，不過計算方式也不是那麼簡單，因為汽摩裝備的內燃機是四衝程機，曲軸轉兩圈才會做功一次；所以也才要按照上述方式計算馬力，這就是轉速和扭矩對車輛性能的影響，但是對於NA機型而言，轉速又直接決定了扭矩的大小，這點與渦輪增壓發動機完全不同。
【自然吸氣·normally aspirated】是什麼意思呢？
所謂的自然指通過內燃機正常的運行過程，吸氣則是以運行中產生的負壓力，從進氣管路中吸入空氣；實際在第四步排氣衝程中會有「排氣門&進氣門」同時打開的一瞬間，以排氣壓力吸入空氣也很重要。
這就是NA的概念，而轉速低的時候負壓與排氣壓力都會比較低，吸氣的能力就會比較差；說白了就是低轉速無法吸入「足量」的空氣，這裡所謂的足量指沒有按照標準排量的進氣量吸入。
排量的概念是指內燃機所有氣缸容積的總和，或者說是全部氣缸吸入空氣或容納空氣量的總和；比如2.0L（升）的自然吸氣發動機就是共計吸入2.0升，每個氣缸做功時最佳標準吸入0.5L。但是因NA低轉速的吸氣比較弱，吸入的空氣總是＜0.5L，這會帶來什麼問題呢？參考下圖。
「空氣燃料比·14.7:1」是理論數值，概念為燃燒一公斤的汽油需要14.7公斤的氧氣；那麼噴油量則可以按照該比例計算，實際汽車的油門控制的不是油路系統，而是發動機的節氣門。通過氣門翻板的角度控制進氣量的多少，以計算出的空氣流量分析噴油量即可。
於是問題就來了：NA在中低轉速範圍內吸入不到足量的空氣，噴油量只能按照「同樣不足量」的標準噴射——不足標準2.0L發動機的標準排量空燃比，可燃物基數的減少等於燃燒熱能的下降，熱能的大小就是扭矩的高低。所以NA機型的扭矩由轉速決定，想要達到與排量相符的理想扭矩，往往需要把轉速拉升到4000rpm以上，此時的吸氣量才能達到標準排量，在此之前是什麼概念呢？
舉個簡單的例子：仍以2.0L-NA為參考，在不同轉速區間等於以下排量的最佳空燃比（不同排量≥4000rpm的扭矩）。
1500rpm-1.5L2500rpm-1.7L3500rpm-1.8L4000rpm-1.9L4500rpm左右為標準「2.0L·14.7：1」這就是自然吸氣發動機的缺點，不要認為選擇的排量很大動力就會有多強，實際代步轉速區間只是等於小排量的發動機的最大扭矩狀態而已。所以NA車輛的動力往往都會很弱，想要達到目前主流2.0T標準的話，沒有≥4.0L-V6的標準是沒門的。
（扭矩是單次輸出能量的大小，爆發力弱何談性能）
02扭矩的價值
扭矩和轉速是相乘的關係，如果想要代步駕駛感受到強勁動力的話，需要實現的應當【大扭矩×（1000~4000rpm）】；也就是轉速標準不變，提升扭矩再進行「相乘」以得到更大的馬力。
NA只能通過拉升轉速提高進氣噴油量以提升扭矩，但是渦輪增壓發動機就不用這麼原始了；因其裝備的空氣壓縮機（增壓器）會通過內燃機運行產生的高壓排氣驅動運轉，渦輪轉速可輕鬆達到數萬轉每分鐘；進氣管路中有一組與渦輪連接的葉輪，其轉速與渦輪相同。
於是高轉速的葉輪就能與負壓配合吸氣，同時會將大體積的空氣壓縮到很小，讓小體積的空氣中含有更多的氧氣分子。
燃燒是通過氧氣還原碳氫化合物，氧氣越多則在固定的時間內反應程度越大——也就是燃燒的速度與程度更大，內燃機做不到讓混合氣100%反應，NA機型反應比例很小，因其進氣量少且氧分子少；渦輪增壓通過提升氧氣而提升反應比例，那麼在中低轉速範圍內以超過NA的標準噴油量，加上高濃度氧氣，轉化出的熱能當然會大得多。會多多少呢？
2.0L-1000/4000rpm扭矩在120/190N·m區間波動2.0T-平均標準為370N·m並在1500~4000rpm維持最大值這就是區別了，以2000/3000rpm的轉速標準為參考，2.0L-NA的馬力大約為45/75馬力，然而2.0T可以輸出100/160馬力，1馬力的驅動力標準為「75kg/1m·1s」，算一算動力懸殊是多少吧。
其實部分車輛仍在使用的2.0L-NA發動機充其量與1.0T對標，扭矩基數即使波動也差距不是很大；但是1.5T的優秀發動機已經有300N·m的峰值，而且中低轉速區間還能維持峰值，這是3.0L-V6發動機的標準。所以自然吸氣技術早已應該淘汰，其唯一的優勢是製造成本低，如果一定要用的話，≤5萬區間才適合，因為6萬左右就已經有更節油的增壓汽車可選了。
至於日系汽車以及少數德系入門級使用NA的車輛，這些車的之所以節油首先是車身減重，其次是用戶自身具備「節油屬性」——不捨得踩油門，所以此類車輛本身並不節油，節油的無非是這些司機而已。
編輯：天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發布
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