提到「知名越野車」也許很多人都會聯想到日系汽車,分別為:
豐田普拉多三菱帕傑羅日產途樂然而有趣的是前兩臺都已經停產,第三臺因排放不達標而無法進入國內市場銷售,這是為什麼呢?
究其原因應當有兩點,客觀因素是公務用車從2017年開始,不再允許使用包括合資品牌的外國品牌汽車;可以說失去這塊市場的合資品牌,未來會有一批都要“涼涼”。而主觀因素則是內燃機技術的落後造成,也就是這三家車企都拿不出像模像樣的中大排量的渦輪增壓機,自然吸氣發動機加速了這些車的淘汰。
NA技術的缺點Mormally aspirated-NA指自然吸氣,這種技術是最原始的內燃機進氣方式;執行原理是透過內燃機執行中的負壓吸力,從進氣系統中吸入常壓標準的空氣。
這種機器的問題正在於吸力和常壓,簡而言之為轉速越高吸力才會越大,也就是才能吸入更多的空氣;而極限標準也只是與排量的容積相同,排量的概念指所有氣缸的容積總和,或者是進氣或排氣的流體體積總和。
噴油量是按照進氣量來計算,空燃比(空氣燃料比)為14.7:1;那麼吸入的空氣多噴油量才能足夠大,而最大標準仍舊是排量的極限空燃比而已。這種技術會差到什麼程度呢?先來看一看普拉多吧。
普拉多停產前的最後一個版本為3.5L-V6,這臺機器要比老款2700省心一些,最起碼動力湊合還夠用,不用考慮去加裝機械增壓器了;然而想要有合格的動力體驗,仍舊需要拉昇轉速。(費油)
最大功率206kw最大扭矩365N·m(4500轉達到峰值)功率看起來還不錯,但是扭矩似乎是很低的,因為主流的2.0T直列四缸增壓機與其相當,優秀選項可以達到400N·m。所以這臺大排量的六缸機扭矩水平很差,特點只是單純的排量大且油耗高。
而且低轉速扭矩爆發力尤其差,因為3.5L/14.7:1的空燃比要到4500轉才能實現,也就是說在此之前的中低轉速範圍內,扭矩只是從200牛米慢慢增長到365牛米,這是從1.5T逐漸升級到2.0T的標準,水平之差可見一斑。
知識點:公制馬力的驅動力為75kg/1m·1s,汽車的整備質量不變,馬力越大當然加速能力與脫困能力才會越強。
而馬力的計算公式為(扭矩×轉速÷9549×1.36=PS),扭矩不夠大馬力則會偏低;所以諸如普拉多之流的低扭爆發力是很弱的,在4L模式中進行扭矩放大後還能夠越野,但是在鋪裝路面的加速水平就很一般了。所以這種駕乘體驗不夠理想,想要有夠用的動力還得拉昇轉速多費油的車,最終被公務用車排除了。
渦輪增壓的優點很多所謂的越野愛好者眼裡只有這些日系汽車,於是也認為優秀的越野車都應該用NA發動機;畢竟在這些車在中東或非洲大陸的銷量還不錯,然而實際情況無非是因價格低廉才會熱銷而已。
真正優秀的越野車只有兩種動力選項:柴油發動機,渦輪增壓汽油機,而柴油機總是有增壓系統的。比如牧馬人用2.0T汽油機,路虎衛士、烏莫尼克等等品牌都有柴油動力的選項,為什麼這些昂貴的越野車要選增壓技術呢?
渦輪增壓技術的原理其實很簡單,增壓器的本質為「空氣壓縮機」,動力來自內燃機(包括自然吸氣發動機)執行中必然產生的尾氣;高壓氣流驅動增壓器的渦輪並帶動進氣系統中的葉輪運轉,在進氣系統中實現了正壓進氣,同時可以對空氣進行壓縮。
正壓進氣首先解決了低轉速進氣效率差的問題,而且是利用廢氣壓氣,本身並不會產生多餘的動力損耗;其次空氣被從大團壓縮成小團,其中的各類分子又不會減少,只是分子的間隙縮小了,那麼其中的氧分子是不是會增多呢?參考下圖。
空氣壓縮正是為了讓「標準排量·進氣量」的體積中,含有的氧分子得到大幅的提升;氧氣足夠多才能以等量燃油為基礎轉化出足夠大的扭矩,因為內燃機無法在短暫的做功衝程中,將燃油100%的燃燒掉;NA機型燃燒充分的比例實際很低,所以即使排量很大扭矩也會很小。
但是增壓技術讓進入氣缸的空氣含有更多的氧氣,氧氣多則催化反應的速度會更快,或者理解為固定做功時間內,能夠讓燃油更充分的“燃燒出熱能”。這是【富氧燃燒】的概念,只需要增加氧濃度,不需要提升噴油量,扭矩同樣可以達到很高的水平,提升標準會是多少呢?
途樂-205kw/394N·m(最大扭矩4000轉爆發)G級-310kw/610N·m(2000~4750rpm維持最大扭矩)差距就是這麼大了,扭矩多出216N·m是什麼概念呢?不需要以中低轉速能維持峰值的標準起伏途樂,就以途樂4000轉的標準計算,兩車以相同排量與噴油量轉化出的馬力差值為:224,347PS,差值等於9.225噸/1m·1s的驅動力,脫困、牽引、加速的能力都完全不在同一水平線了。
也許用G500對比途樂有些不合適,那麼2.0T直列四缸的牧馬人為參考,其4000轉的馬力也有227PS;排量小一半但是相同轉速馬力更大,中低轉速區間的馬力要大得多,那麼些日系NA動力的越野車,不淘汰還留著當“東洋景”看嗎?
總結:渦輪增壓技術替代自然吸氣是必然的結果,兩種進氣系統的技術代差是很大的;自然吸氣只有製造成本低的優點,但量產汽車中已經有6萬級別的汽車使用1.5T,所以理論上的主流代步汽車不應當再使用NA,兩種發動機的真實差距被更多人看清後,日系汽車停產的何止會是這些越野車。
天和MCN授權釋出