2气门发动机的优势所在
对发动机稍有了解的人都知道,气门是让发动机气缸适时、高效换气(进气和排气)的蘑菇形阀门。4气门设计可以得到更大的气门开启面积,似乎必然会提高进气和排气的效率。
但是,“开门越大,通气越快”的简单理论并不总是成立的。发动机气缸的进气过程并不是在活塞运行到最低点(下止点)时结束的。当活塞开始上行时(压缩行程开始时),新鲜的气体依然可以在惯性的作用下进入气缸。2气门发动机的进气门开启面积比较小,所以在低转速的情况下,进入气缸的的气体将拥有更快的流速,使惯性进气的效果更加明显,从而提高了充气效率。同时,2气门发动机的燃烧室设计要比4气门发动机灵活得多,可以通过压缩行程中的挤气作用来增强低速时燃烧室中的紊流强度,从而提高了火焰传播速度。这两个特点使2气门发动机获得了可观的低速扭矩——气门开启面积较小的缺点在低速时反而成了它的优势。
只有在高转速的情况下,4气门发动机较大的气门开启面积才开始显示出它的优势,而2气门发动机则开始因为进气不足变得力不从心。
(现实中还应考虑到进气道压力波的影响,但是这一部分内容较为高深,且对我们的结果影响不大,故不在这里叙述。)
比较一下速腾2.0L 2气门发动机和福克斯2.0L 4气门发动机的扭矩输出,我们便可证明这一理论:在2000转/分左右的时候,速腾的扭矩明显高于福克斯;在3000转/分的时候福克斯开始慢慢反超速腾,而在5000转/分以上的时候,速腾的2气门发动机才真正认输。
在实际当中,我们很少会让发动机工作在3000转/分以上,而将发动机拉高到5000转/分以上则更是许多驾驶员一辈子都没有尝试过的事情。
我们可以得出以下结论:2气门发动机在日常使用中并没有劣势。这就是欧洲企业给那些和“速度与激情”不沾边的小型车配备2气门发动机的原因。
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