似乎在这个遍布新能源车型的时代再谈起内燃机是纯纯的多余,但在历史中并不会埋没内燃机的身影与存在。在汽车百年发展历程中,内燃机曾一直在扮演绝对的主角。
如今8缸发动机、6缸发动机已极为少见,甚至在现如今即便是一台2.0L、2.5L的4缸发动机都成了所谓的大排、多缸机。当人们吐槽3缸机的种种问题时,显然大家早已把4缸机当成了最优解。
4缸机性能均衡,动力充足、平顺等等,似乎在这个内燃机凋零的时代,4缸发动机成为了救世主。人们似乎早已忘记了昔日的发动机都是以怎样的姿态所登场。昔日不仅大排量发动机拥有多个气缸,甚至于2.5L、2.0L这些小排量机型同样有多个气缸。
比如日产的VQ25HR发动机,它的排量只有2.5L、但它拥有6个气缸。以及丰田4GR发动机同样是2.5L V6,甚至于宝马M20系列直列6缸还有2.0L的。可以说在曾经内燃机绚烂多彩的时代,6缸发动机多如牛毛。
小排量多缸机的意义内燃机的核心意义是什么?这个问题其实很容易回答,那就是更强的动力。当然为了获得更强的动力也不难,提高内燃机的排气量是最直接、更简单、最有效的方式,不过这也是更贵的方式。
二战之后各国汽车工业发展迅猛,汽车由早期贵族门阀享受的专用工具逐渐向着普通家庭所过渡。很显然大排量发动机带来更高的制造成本以及销售价格,不能被收入有限的普通人群所接受。
而另一方面小型化是车身也很难放入体积巨大的大排量多缸发动机。但下降的排量就会造成动力的大量降低,在低扭还未被重视的年代,消费者们往往更重视发动机的峰值功率参数,只不过意义不大。
但好看的数据必然不可或缺。所以排量可以因购买力的问题而降低,但缸数则必然不能少。因为保证足够多的缸数就能获得榨取更高功率的可能。如上世纪80年代F1赛车发动机那般,2.4L V8通过1.8万以上的转速即可获得过千匹的马力。
这就是功率、扭矩、转速之间的关系,记住无论您谈功率、还是扭矩,都不要忽视转速的意义。没有转速支持的扭矩、无论多大都啥也不是。所以小排量多缸发动机的意义就是可以获得更高的转速、从而摆脱排量对动力的魔咒。
缸数与发动机转速的关系实际上各位都清楚缸径越大、冲程越小的结构越适合高转速。圆柱体的体积计算公式是什么?底面积*高。同样的总气缸体积造6缸与4缸有何差异?答:在不改变缸径的基础之上,缸数越多、气缸冲程越短。而更短的冲程则更适合拉高转速速。
如上图所示径程比大于1、=1、小于1的三种气缸结构。早期自然吸气发动机气缸结构大都是前两种,93*73至86*86。好处就是气缸更扁、冲程更短,峰值转速更高、转速攀升的更快。如VQ37HR发动机油门猛踩1.5秒左右转速就能攀升至5000转/分,俗称1秒突破5000转。
优势在于更高的峰值转速可以换来更高的峰值功率,但劣势也同样明显。冲程太短导致曲柄力臂短,曲柄力臂短则导致曲轴对推动活塞力钜的放大效果变小。这就是所谓的高转速机扭矩差,长冲程、扭矩好的核心原因之一。但功率与扭矩相比较,功率永远是第一优先级。
当然现如今是扭矩为王的时代,但重点是如今功率表现都不错,扭矩提高属于一种补强的理念。也就是说在功率基础得到保证的条件下,扭矩为王。如果功率表现很差,那么功率是第一优先级。所以在曾经高转自吸流行的年代,为了让小排量机型获得更高的输出功率,多缸是最优解。也就是说2.0L自吸造8缸、6缸的功率就比4缸更多,而且实现的很轻松。
小排量多缸机如今为何很难看到?要明白一点,小排量多缸机的设计目的只是为了在排量受限制的条件下获得更大的输出功率而采取的不得已手段。而如果通过更简单、更环保、更低成本的方式去实现,小排量多缸机是不是就没有存在的必要了?
答案是肯定的,对于如今的汽车而言功率是处于过剩、溢出的状态,就如同咱们如今的电脑CPU性能严重溢出。设计师们凭借更强大的压缩比、更优化的燃烧等等技术不断压榨发动机的潜力,逐渐摆脱了高功率对高转速的依赖。
而随着后来涡轮技术的普及,发动机功率彻底变成了廉价参数。此时已经实现了功率的保证,所以开始进入到扭矩为王的时代。而进入到扭矩为王的时代后,径程比大于1的高转机进入淘汰倒计时。因为不需要高转速设计了,就没必要打造那么多气缸、也不再需要短冲程。
气缸从扁圆变成了细长筒后,不仅扭矩特性得到提升还促进了发动机小型、轻量化,同时降低了面容比(同样的体积,造6缸的面容比大于4缸、4缸大于3缸,面容比越大、热损耗越大,热效率越低,所以这就是3缸发动机昙花一现的原因)。
同时6缸边4缸后,可以省掉一个缸盖、一套配气结构等等部件,可以很好的降低生产制造成本。至此小排量多缸机彻底失去了存在的意义,当然这种小排量多缸、高转速机是某些人口中的情怀,只不过这类某些人基数太少、购买力也有待商榷。总之情怀并没有挽救这些小排、多缸、高转速机。
所以历史上任何一种内燃机的流行都离不开市场、时代对它的需求。功率榨取不够的年代,小排量机型想获得更高功率唯一解就是造多缸、拉高转速。后来有了涡轮技术、再后来有了混动,如今则是性能炸裂的纯电车型在逐渐整合汽车市场。所以如今甭说小排量多缸机了,即便是大排量多缸机想看到也不容易了。
说白了就是钱少而已,多缸大排加涡轮是要每时多交钱的。
扭矩是由单缸排量决定的,总功率才是所有缸决定的。
还是小排量+传动轴,既环保还有动力!
小排量多缸油耗和大排量多缸差不多,但是起步差很多[笑着哭]
瞎逼逼