YYP再论涡轮增压(上)涡轮和自吸,到底哪个体验好?
涡轮增压是我被网友们问得最多的问题之一。事实上,我们正处在自然吸气和涡轮增压两大阵营交替的“混沌期”。几年前我写的《德系VS日系》里专门用一篇写涡轮增压技术,当时我的观点是涡轮增压是欧洲厂商在节能减排上抗衡日系所采取的举动。如今世道有变,该观点已经不完整和准确,因为日系也开始“玩”涡轮了。所以YYP希望对此来一个最新的、更深度的思考总结,更重要的是解答很多朋友选车时的困惑。
这一篇先详细讨论一下涡轮增压的实际体验。大家都知道YYP喜欢谈体验,因为消费者买的是体验,不谈体验纯讲技术没有意义。本是作为铺垫,但一写不可收拾,所以单独成篇。
首先还是给小白们科普一下基本原理。自然吸气发动机,是通过活塞运动吸进空气的(像针筒吸进药水的原理),一般气缸容积多少,就吸入多少空气。而涡轮增压发动机,会先将空气进行加压,再把压缩过的空气注入气缸内,所以能吸进比气缸容积更多的空气。
由于发动机是靠将空气和燃料在气缸内混合点燃产生能量,理论上吸入的空气越多,只要配以足够的喷油量,就能获得更大的动力。涡轮增压就是利用这一原理,让气缸吸入更多空气,从而在同等排量下能比自然吸气输出更大动力——但由于燃烧更多空气需要更多的燃油,所以涡轮发动机也要比同排量自然吸气更耗油。
自然吸气顾名思义,是“自然”地吸进空气(当然进气管道的优化还是大有文章),进气量相对恒定;而涡轮增压因为有个加压工序,通过控制加压值,可以改变进气量,从而实现相对可变的动力特性。这就是为什么涡轮发动机的改装潜力更大——通常仅改动一下增压值(调电脑就能做到),便能得到不同的动力输出。
上述基本原理,带来了两者很不同的实际体验。
涡轮增压发动机的体验有其独特性。10年前的涡轮发动机,最大特点是力度不均匀,发力时很强横,但不发力时就很软弱,从低速到高速非常不线性。那种特性称为“涡轮迟滞”,曾经是历代涡轮车挥之不去的标签。
新一代涡轮增压发动机,随着电控技术的进步,结合优化的涡轮工艺和进气设计(轻质涡轮、双涡管涡轮等),已经将困扰涡轮发动机多年的“涡轮迟滞”问题近乎彻底解决。如今新一代的涡轮发动机,在很低转速就能输出大扭矩,峰值扭矩往往在1500转就达到,同时扭矩输出曲线可以做到非常平坦,峰值扭矩区间持续2、3千转的新发动机比比皆是。
扭矩强大且发力区间宽广的涡轮发动机,实际体验是这样的:起步后很快就来劲,来劲时力度持久;行车中踩下油门,动力“随传随到”,所以加速感觉很爽。
虽然又快又爽,但涡轮发动机的这种特性在自然吸气面前,还是存在天然的差别。因为涡轮的动力倾向于“一拥而出”,油门踩下去了,力量确实来得快又猛,但油门深浅对于动力输出的控制并不是很精确。归根到底,这是因为涡轮的进气是经过加压的,要精细化控制这种压力并不是那么容易。
反观优秀的自然吸气发动机,可以做到比涡轮发动机更加线性的输出特性,驾驶者通过油门踏板的深浅,可以更精细地控制发力的变化。(何谓“线性”可参看我的这篇旧文章:【YYP答问No.5】名词解释:被滥用的“推背”和“线性”)自然吸气的弱点在于扭矩输出区间不如涡轮发动机宽广,驾驶者需要通过选择合适的挡位,让发动机的扭矩处于“发力点”,才能获得相对好的动力。这带来一个很实际的差异,就是要体验涡轮发动机的优越性能相对容易(大部分时候一脚油门下去就有感觉),而想要体验出自然吸气发动机的最佳性能,对驾驶技术就有一定的要求。
虽然涡轮发动机因为扭矩输出区间广,日常加速更容易来劲,但如果单说踩下油门瞬间发动机发力响应的速度,现阶段涡轮增压还是不如自然吸气。不过,由于大多数平民车本身动力不大,相比之下涡轮的扭矩爆发比自然吸气更明显,所以一般消费者容易感觉到涡轮发动机有劲,而自然吸气发动机即时动力更及时地响应,但由于响应后的扭矩变化不大,所以确实没有涡轮那么“有感觉”。
自然吸气这种“快而准”的优势,要到动力层级较高的时候才能展露出来。比如4.0L以上、V型8气缸以上的大排量自然吸气发动机,那种既有底气、又有生气的魅力,是涡轮发动机不能比的。
但是真的上到大动力层级时,涡轮的另一大优势——对终极马力的榨取能力,又足可把自然吸气的光芒盖下去。因为“压榨”是涡轮的先天原理,所以要榨取大马力,涡轮可以比自然吸气极致得多。这造成了很多性能取向的车都选择用涡轮,因为动力优势带来性能数据上的好看,远比看不见的“线性控制”更能打动买家。
可能说得有点深了,让我们抽出来,换点简单的话说吧。自然吸气胜在“自然”,涡轮增压胜在“劲大”加“持久”。打个比方:自然吸气发力,好比你正常说话过程中突然吼一声;而涡轮增压发力,好比你先憋足了一口气再吼。这两者之间的力度、深度、刺激程度,自然是各有千秋的。
顺着这个比方还可以引出另一个重大差别——因为“吼”的方法不同,两者出来的“声线”也有很大差异。我曾经打过一个比方解释为什么涡轮增压超跑的声音普遍变难听了——涡轮增压之于发动机,就好比给一个人鼻孔插上供氧管,他力气是更足了,但唱歌说话的声音还能好听么?这例子纵然不严谨,但确实能帮我们理解为什么涡轮发动机真的很难拥有自然吸气那种迷人的声线。我相信这是天然原因所致,即便涡轮发动机再发展几十年,都不可能追上自然吸气的“歌喉”——除非自然吸气绝种投降。且行且验证。
下一篇,让我们回到大家身边,说说涡轮增压该不该在中国推广。