【f20c】科普：什么是高速发动机，和普通发动机相比有什么区别？

也称为高速引擎、高旋转NA，是有时代感的名词，可以理解为带有时代枷锁的产物。因为在自然吸气时代，为了提高内燃机的上升力，除了增加排气量的方式外，还可以通过提高转速获得更大的功率，转速是小排气量自吸收发动机获得更大动力的唯一途径！

内燃机的发展遵循不断的压缩位移、不断的功率上升、提高热效率、提高燃油经济性的过程，与20世纪70年代的V8大排量发动机马力200匹出头相比，目前的4缸2.5L发动机也是如此。这就是上升功率不断提高的表现。但是自吸之路的终点在于涡轮增压。涡轮增压入场后，上升力进一步提高，对发动机性能的压力也达到了极限状态！

比如本田的红发机器K20A、2.0T自吸式硬生，提升了220马力(美国版功率约为20匹)，飙升至110匹/升。这是自然吸气领域世界第二的存在(K20A诞生10年后，法拉利取代了第二名，法拉利直接变成了涡轮保险)。

如上所述，高旋转NA在过去十年中迅速下降的原因是高磁吸收大、迷人，但工程师制造高磁吸收并不是为了乐趣或感情，只是为了获得更大的上升力，现在更容易挤压动力的涡轮增压普及了，高速磁吸完全失去了进化的意义。至少在民用车领域，高磁吸收的存在价值可以用更简单的方法压榨性能，当然不需要费力地提高转速！

高速引擎指的是什么机器？

评价一台机器是否是经典机，关键是看罐子直径、移动之间的比例(比例大于1或等于1、K20A、VQ37HR、FA20等)，以及上升力。因为从本质上来说，机器不是6、7千转或高速更强的问题。任何品牌

所以我认为，评价一台机器是古典机、关键机还是上升力，可以被称为高旋转引擎的机器和上升力至少在80只/升以上。因为上升力在80头以下太常见了。例如丰田卡罗拉使用的1.6L自吸，额定功率达到122只，上升力达到76匹/升。它还能达到6000圈速度，但在峰值速度下也很激烈，但上升功率仍然不够看！

列举几个著名的高速引擎

1.日产VZ-R N1:位移1.6L，功率200匹，上升功率125匹/升，最高转速8600转，没错。几乎是高旋转区域的天花板！

2.本田K20A/F20C:220-2.0L-240马力(

-i-qvj2lq49k0/178359416852444a98adc208ec049422?from=article.detail&_iz=31825&index=6" width="640" height="360"/>

3.斯巴鲁/丰田FA20:2.0L自吸、200匹左右的马力，升功率高达100匹/升，如果说上面列举的是老掉牙的红头机，那么F20A则是最近10年的产品，配备在斯巴鲁BRZ/丰田GT86之上，这款车应该还可以买到新的、二手车市场也常见，也算是高转机凋零时代最后的遗留产物吧！

4.日产VQ37HR:大名顶顶的日产VQ系列巅峰之作，350匹马力、3.7L自吸，升功率勉强达到95匹/升，严谨的说VQ37HR是高转速机、但和上面那些怪物比升功率还是不够看的，不过3.7L的排量兼顾了低转速下的扭矩使得它变得更加均衡，日常代步、01、下赛道等等场景它都能对付，油耗合理、鄙人能控制到12.7L/百公里！

5.本田L15B2:1.5L排量自吸小机器，可以拉出功率131匹，升功率达到87匹/升，所以这款机器也能算是高转速机，毕竟这10多年来市面上升功率能超过80匹的自吸都非常的少见；这也是为啥粉本田的那么多的原因，10万不到的价格、弄到手一台可玩性超强甚至能应付赛道的L15B2，是不是很划算？所以飞度被戏称为超跑是有原因的！

高转机的设计特点与结构

高转速级的结构特点就是缸径、行程比要大于1，或者等于1；值得注意的是在很多车友的认知中，认为高转速机的缸径一定要大于行程，实际上这种认知是错误的！如上图所示丰田/斯巴鲁FA20发动机，缸径、行程等长都是86毫米，实际上本田F20C/K20A的缸径与行程也同样如此等长；而喜欢把缸径造得比行程更大的是日产，比如VQ37、以及途乐用的VK56（ 缸径98毫米、行程92毫米）！

如上图所示，同样的单缸容积、大缸径与小缸径所产生的差异，从图上我们可以清晰地看到在相同的单缸容积下，更大的缸径可以让燃烧室呈现扁平化，而缩小了行程；缩短行程的好处在于使转速攀升更迅速，其次更短的行程使得曲柄机构与曲轴之间形成的力臂要更短（如下图字母O、b间的距离要更短一些），这里要明白一个知识点、活塞行程长度永远是曲柄力臂长度的2倍、也可以理解成是正比例，那么活塞行程越短、曲柄力臂就越短，扭矩特性越差、高转特性越强；反之活塞行程越长、曲柄力臂越长。扭矩特性就越强！

所以高转速特性的发动机、往往因为偏短的行程导致曲柄力臂更短，所以无论高、低扭都很差，不过力是相互的、曲柄力臂短使得连曲轴带着连杆绕圈时对曲轴造成的冲击也更低！不是长行程不能拉高转速、只是高转速下过长的行程会对曲轴造成严重摧残，所以高转速发动机都是短行程，除了获得高转速、快速的转速攀升速度（比如VQ37一秒左右能踩到5000转），也是为了不对曲轴造成太大的负荷！

高转速机有哪些劣势，为何越来越少见？

高转速机的优势真的很少，若以现在是眼光来看高转速机，那么只能说唯一的优势就是情怀！不过在那个涡轮增压还没有普及的时代，高转机可以凭借更高的转速拉出更高的功率、仅此而已，参考功率=扭矩*转速，转速是千制单位，牺牲扭矩换来高功率还是划算的，增压没普及时、自吸不过是在比较升功率谁更猛罢了；不过高转机的劣势非常的多！

燃烧很差：如上图VQ37HR单侧，燃烧室呈扁平化，如此设计等同于拉长了点火后、火焰传播的距离，也就是说等空燃比、等喷油量状态下，扁平化燃烧室要燃烧掉油气所消耗的时间会比细长燃烧室更慢，低转速时或许差异不大，但试想在6、7千转时，每秒中进气门要开启接近60次，太短的时间使得每一个循环、空气填充效率都非常低，其次进气道、歧管设计非常复杂！

当然在可变气门正时、可变气门升程技术出现后，一定程度缓解了高转速机燃烧不好的问题、但仅仅是缓解（正时：延长进气门开启时间，升程：增大进气门开口面积），高转速运行时排放依然很差、油耗依然很高很高，总的来说就是用这种方式获得的高功率性价比太低；而上了增压、轻量车重之后形成的收益更大，就拿如今的EA888来说、性能比K20A强，峰值功率下的油耗也比K20A更合理！

扭矩表现太差：实际上自然吸气发动机在扭矩特性方面就比不上增压，因为扭矩与歧管压力成正比，增压就是直接对歧管增压、使得缸内平均有效压力增大，扭矩输出要更强一些；不过普通的自然吸气发动机可以通过更长的行程、拉长曲柄力臂，从而弥补低转速下扭矩的不足，就好比丰田3UR发动机的行程高达102毫米；不过高转速机则为了保证高升功率而缩短了行程！

这样就导致无论高转速、低转速下，扭矩特性都不理想；也可以理解成完全脱离于日常使用，起步绵软、悠长、无力，地板油时转速暴增、VTEC（或VVEL等等）一开有种打鸡血的感觉（类似N年前的突惯涡轮的那种打鸡血的感觉）；几年前有幸在丹东开了几天右舵S2000（封闭路段），采用正常驾驶方式这车没捷达跑得快，只能持续的把转速保持在中、高转区间才能发挥实力，不过这太费油了、嗡嗡的噪音也挺难受！

所以那些传奇、神秘的高转速机在涡轮增压时代里几乎全面凋零，高转机曾引以为傲的超高升功率在涡轮增压面前不堪一击，地扭特性、油耗、排放更是不值一提，所以高转速机渐渐退出了舞台，即便引领汽车文化的F1领域、也用1.6T V6涡轮增压取代了2.4L V8高转速自吸机！所以这个时代的高转速机真的是少之又少，除了上述那几款、市面上真的很难再见到高转机了！当然很多车友开自吸车，也不要觉得自己的机器就是高转机，判断方式就是看看地板油一秒左右能不能破了5000转、升功率过没过80匹！