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摩托车为何选择机械而不用涡轮增压,通勤车为何两种都不用?

一位读者朋友的提问:

为什么摩托车不用涡轮增压技术而用机械增压,就算是机械增压似乎也只有川崎使用,一般的通勤车是用不了还是没法用?

在摩托车领域里确实如此,除了川崎H2使用机械增压器,其他车辆基本没有采用过任何增压技术;可是汽车早就普及应用了涡轮增压技术,甚至于售价仅要六七万元的轿车或SUV也有使用,所以这项技术并不是非常前沿的技术,摩托车制造商不会研发不出来。

现实情况是许多“动手达人”自己就能给摩托车外挂上涡轮增压器或机械增压器,车企如果连这种技术都运用不了那就太失败了;但是涡轮增压技术真的不适合摩托车,尤其不适合一般通勤车。

解读废气涡轮增压器

Turbo指废气驱动的涡轮增压器,这种增压器的运行原理非常简单;在发动机的进气歧管位置连接增压器的一端,另一端连接进气管路,发动机只要运行就会一直排出尾气,排气量较大但排气歧管又很窄小,所以排气歧管的压力会非常大。那么利用排气压力即可吹动涡轮达到极高的转速,而进气道的涡轮会与排气歧管的涡轮刚性连接,两者的转速是相同的;进气道的涡轮以超高转速运转即可将空气压缩,压缩空气的目的是提高单位空间内的空气氧含量,氧气是燃油的助燃剂,固定量的燃油与高氧浓度空气反应会释放出更多的热能,或者理解为燃烧会更充分。

摩托车使用的发动机也是活塞往复内燃式热机,其同样能应用涡轮增压器。

但是摩托车用涡轮增压器会让车辆变得难以操控,因为涡轮增压器不是全时运转,它有一个“介入转速”的概念;以汽车为例,其涡轮增压器在发动机怠速时一般不运转,转速要达到1000-1200rpm之后才能让涡轮转动,究其原因是怠速转速的排气压力低,“力量”也不足够让涡轮转动。

即便用低惯量增压器也就是上述标准了,而一旦涡轮增压器开始运转,其从开始运转达到最高转速的周期会非常短;低惯量增压器假设从1200转开始运转,当发动机转速达到1500转的时候就能达到最高转速,也就是达到最强增压的状态,而在1200-1500转的区间里,发动机的扭矩有一个几乎垂直爬升的变化,参考下图。

假设摩托车也配备涡轮增压器,其怠速转速偏高,就按照2000转来计算,增压器从2300转介入运转并在2700转达到峰值。

结果则是起步瞬间的加速略显迟滞,但动力忽然就变得非常强了,大扭矩的输出会让车辆弹射出去;即便达不到弹射的程度也有可能存在风险,因为只要路面湿滑,瞬间提升的扭矩也会让车轮打滑,对于摩托车而言这是很危险的状态。

所以由于涡轮增压器存在一个扭矩快速爬升的过程,摩托车则不适合使用这种增压技术,通勤车更不合适。

机械增压器可以应用

与废气涡轮增压器不同,机械增压器的扭矩爬升是线性的。

这种增压器不依靠发动机排气驱动,其动力来自发动机曲轴;其增压器会通过带轮和皮带连接发动机曲轴,连接方式就像是正时皮带、发电机和压缩机连接汽车发动机一样。由于两者是刚性连接,那么只要发动机开启运转就会带动增压器转动,哪怕是怠速也不例外。

汽车加速的过程是线性的,发动机转速提升的过程是线性的,那么增压器转速和压力的提升也会是线性的;所以摩托车适合采用机械增压器,不过一般通勤车还是没有必要使用。

使用增压器的初衷是降低车辆油耗,随后才是提高车辆性能。

一般通勤摩托车的整备质量很低,只有一百多公斤,小排量发动机带动如此轻盈的摩托车已然不吃力。在马力质量比足够高的前提下,通勤车也不需要频繁的拉高转速,普通跨骑车的平均油耗只不过是2.0L/100km左右,温和驾驶的耗油量只是百公里一升多。

这就完全没有必要再加机械增压器了,因为油耗已经足够低;当然如果加上机械增压器可以让油耗更低,可是也会让发动机的制造成本提高,扭矩的提升会同步提高缸内温度和压力,发动机的一系列硬件都要同步升级。同时变速箱也要加强,这就会让一台车的价格上涨上千元甚至几千元。

你认为通勤车用户是愿意选择售价1.0万元、搭载100cc/S(机械增压器)且油耗1.5L/100km的摩托车,还是愿意选择售价0.7~0.8万元、搭载150cc自然吸气发动机但油耗要2.0L/100km左右的摩托车呢?

答案是显而易见的。

高性能车使用机械增压器是可行方案,也是很不错的方案,可是高性能摩托车又有其特殊性;这种车型存在一定的社交属性,支撑其社交属性的基础就是排量。其用户需要的不是省油而是高性能,实现高性能的基础不是T/S而是大排量,大排量已然是一种“秀实力”的存在,所以没有多少摩托车爱好者需要增压车,车企自然也不会去浪费这个精力去搞研发。

总而言之,技术上没有障碍,只是摩托车市场基本不需要这种车型。

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