NA自然进气篇,探寻汽车动力与自然的和谐共鸣

NA自然进气篇,探寻汽车动力与自然的和谐共鸣"/

我们来聊聊汽车发动机中的“自然吸气”(Natural Aspiration, 简称 NA 或 N/A)。
"什么是自然吸气 (NA / N/A)?"
自然吸气是一种基础的发动机进气方式。它的核心原理非常简单:
1. "依靠活塞向下运动:" 当发动机的活塞向下运动时,气缸内的压力会降低,产生负压(真空)。 2. "空气依靠压力差进入:" 这个负压就像一个“吸力”,使得外部的大气压力将空气强制压入气缸内,与燃油混合后燃烧做功。 3. "没有外部强制进气:" 关键在于,这个过程"完全依靠发动机自身的运动"来吸入空气,"不依赖任何额外的强制进气装置"(如涡轮增压器或机械增压器)。
"自然吸气发动机的工作过程简述:"
1. "进气冲程:" 活塞从上止点向下止点运动,气门打开,空气被吸入气缸。 2. "压缩冲程:" 活塞向上止点运动,气门关闭,吸入的空气被压缩。 3. "做功冲程:" 火花塞点燃压缩的空气燃油混合气,爆炸推动活塞向下运动,产生动力。 4. "排气冲程:" 活塞再次向上运动,排气门打开,燃烧后的废气被排出气缸。

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不做任何增压动作,单纯靠引擎本身条件来提供出力。

自然进气与涡轮增压及机械增压这类利用增压器来压缩空气的手法不同,单纯靠引擎本体的条件来左右动力表现,除了Natural Aspiration说法之外,还有另一种Normal Aspiration的形容词,也就是无增压的意思,因此引擎的效率就成了相当重要的一环,许多可变系统也都是因为辅助自然进气出力所诞生,而这类的高兴能自然进气引擎,一旦施以强制增压其效率会是相当可怕。

自然進氣系統作動原理: 1. 空氣由進氣芯開始吸入 2. 空氣由節氣門吸入 3. 進入進氣歧管內 4. 與噴油嘴的燃料混合,成為油氣進入燃燒室內。 5. 燃燒後廢氣由段、中段及尾段排出。

极致的油门踏板触感

出力分布平均容易掌控

常有人说最基本的东西也就是最复杂的东西,车辆出力的心脏「引擎」也是如此,利用曲轴到达下死点的吸力,将空气从空气芯「吸入」後,节气门吸入进气岐管内後,与喷油嘴射出的汽油混合成为油气後进入燃烧室内,此时活塞开始上升,在活塞达上死点前将吸入空气不断「压缩」,一旦活塞通过上死点开始向下移动那万分之一秒瞬间,燃烧室内开始了「爆炸」及膨胀形成能量,接着活塞通过下死点开始向上那瞬间,「排气」阀门开启将废气排出,基本上这个「吸」、「压」、「爆」、「排」就是一般4行程引擎的运作方式,不断的在每个汽缸内重复这样的动作来创造动力。

1. 活塞向下死點運轉時將油氣吸入燃燒室內 2. 活塞由下死點向上死點移動進行壓縮 3. 活塞通過上死點向下瞬間,開始點火進行燃燒產生動能 4. 活塞通過下死點向上瞬間,將燃燒後的廢氣排出

而自然进气引擎没有强制压缩的辅助下,相同的「吸」、「压」、「爆」、「排」动作效率自然就没有增压车来的高,因此注重引擎运转的顺畅度,也就是利用更快速的运转速度加速将燃烧室内塞满油气,也就是所谓的填充效率,自然性能表现就会跟着提升。

自然进气车想要提升动力就必须从两个方面下手,下半座的轻量化及高压缩化工程,曲轴部分常见的平衡及切削,主要就是为了降低斧头面与机油的摩擦面积,降低运转阻抗来达到更快的运转速度,也因此曲轴在高转速时的平衡度就相当重要,再来活塞顶的高度也就是压缩比更是直接影响空气压缩爆炸时的关键,简单来说明,当燃烧室内的空间变小後,活塞向上进行燃烧与膨胀时的压力就会更大,空气密度相对提升,所能发挥出的能量也就更强劲,所以像是削Head或是换装比原厂更薄的汽缸床垫片都是相同原理。

VTEC(可變揚成)作動原理 1. 正常VTEC未開啟,低轉速狀態Low rpm 2. Normal Operation(低轉速凸輪軸)、Higah(高轉速凸輪軸)、搖臂、油壓、液壓同步活塞 3. 高轉速High rpm,汽門開啟更深更長。

接着上半座则是不管自然进气或是强制增压车都相当重要的一部分,导入燃烧室内的空气「时间」及「量」都是左右动力主因,所以凸轮轴的「角度」及「扬程」就是主导这两项重要的进气关键,气门开得越深、开得越久相对的进气量也就更多,不过这样一来低速时引擎运转还不够快,要填满燃烧室则是需要更多时间造成低速反应不佳,所以像是许多改装厂才会有所谓的「道路Cam」与「竞技Cam」的分别,当然也不是没有低速与高速兼具的方式,可变气门正时的机构就是为了两者兼具而诞生,最具代表的就是Honda VTEC(i-VTEC)、Toyota VVT-i、Nissan NEO VVL及Mitsubishi MIVEC这些高性能的可变机构。

自然進氣&強制增壓意識圖 以單純的1bar來說就好,強制增壓所帶入的酸素量已經是自然進氣的好幾倍,搭配燃料供給使得其燃燒效率更佳,更容易創造出自然進氣倍以上的扭力。

紅色的部分就是凸輪軸,與氣門及氣門帽的機構組成,當凸輪軸角度越大、揚程越深對於氣門彈簧的擠壓就越愈嚴重,因此許多高轉速的自然進氣引擎在更換凸輪軸後,都會針對氣門彈簧做強化,至於氣門帽材質也都是以輕量化做為提升。

低速Cam 可以看到橢圓形的「寬度較小」,這就是所謂的凸輪軸角度,而凸輪軸的最下方到最上方的長度,就被稱之為「揚程」主要是左右氣門開啟的深度。 高速Cam 最上方的位置明顯較低速Cam來的寬,這個部分就是我們常說的「凸輪軸角度」,也就是影響氣門開啟「時間長短」的主要原因。

自然進氣車要求的就是輕、快,所以活塞的要求與渦輪車不太相同,斧的部分會盡量要求呈現尖銳的設計,來降低通過機油時的阻力加快運轉速度,強度部分則是沒有強制增壓那般的大扭力,因此許多改裝店家通常還是建議客人使用原廠曲軸施以加工即可。

发布于 2025-08-23 14:58
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