之前，车叔为大家讲解了相同功率的涡轮增压发动机车型与自然吸气发动机车型哪个加速更快，并引入了发动机有效功率与最大功率的差别，通过发动机外特性曲线图向大家讲解为什么涡轮增压发动机的扭矩释放平台更加宽泛。本期则为那些想要提升动力的小伙伴聊一聊发动机动力升级的几种常规方法。

由于涡轮增压发动机与自然吸气发动机在速度特性上有较大差距，因此我们需要分别分析两种发动机形式的特点。

发动机扭矩曲线

之前说过，发动机扭矩大小决定了最大功率出现的时机，如果扭矩曲线前高后低，那么发动机在较低转速下就能实现大功率输出，但在高转速工况下动力则会有所衰竭。反之，扭矩曲线前低后高会让最大功率在高转速工况下出现，低转速区间发动机动力则会较差。这是因为汽油机的扭矩曲线主要取决于进入汽缸的混合气的体积。而转速变化会直接影响发动机的充气系数。转速低了进气惯性不足，转速高了进气阻力增加，所以转速过高或过低都会导致发动机扭矩下降。

对于传统的固定配气相位的配气机构来说，只能保证发动机在某一个转速区间内有最佳的充气系数，这就是我们常说的发动机最佳工作区间。而使用了可变配气正时机构的发动机可以在更大的范围内调整最佳充气系数，所以这样的发动机有更高的性能。另外，发动机转速越高，机械效率越低，功率损失增加，有效扭矩也会随之下降，这也是民用汽车不做高转速发动机的主要原因。

涡轮增压发动机车型在低转速区间（1000rpm-2000rpm）时，动力较差，在转速达到某一个数值时，汽车的动力突然增加，并且这个动力会平稳地维持一段时间，而当转速超过某一个数值时，汽车的动力又会突然下降。这种现象是涡轮增压器导致的，在涡轮的介入与退出的瞬间，发动机的充气系数会有非常明显的变化，导致发动机的扭矩剧烈变化，所以它的扭矩曲线呈现阶梯状。相比之下，自然吸气发动机不会有这样的状况，它的扭矩变化是非常平顺的，扭矩曲线也是一条相对平滑的曲线。

提升动力的常规方法

前文说到，汽油机的扭矩主要取决于进入汽缸的混合气的多少以及燃烧时所释放的能量。因此，想要提升动力基本有两种做法：

1.增加进入汽缸内的可燃混合气

这种做法比较常见，对于涡轮增压车型来说，通过修改ECU，增加涡轮压力就能轻易地增加进气量，让汽缸内的可燃混合气增加，在一次做工冲程中能够爆发更大的能量。这种做法的弊端在于增加了活塞顶部以及汽缸内壁的压力，同时让活塞连杆甚至曲轴都处于超负荷运转状态，一般主机厂在设计发动机部件时，会留出20%的机械强度冗余，但一般改装店家难以预估机械强度的极限在哪里，再加上进气量增加会让燃料混合不均匀，造成大量不完全燃烧现象，提高火焰温度，极端情况下会熔化活塞顶部。

降低活塞顶部温度的方法一般是利用缸内直喷系统将过量的汽油喷射在活塞顶部，利用汽油气化带走多余热量，达到降温的目的，但这样又会让汽缸内可燃混合气体过浓，不完全燃烧现象加重，汽缸燃烧工况恶化。

另外，对于自然吸气发动机来说，由于没有强制进气，汽缸一次进气冲程能吸入多少气体主要取决于缸内负压，进气效率主要受发动机配气机构影响，后续调整余地不大，因此动力提升潜力有限。

2.增加一次燃烧时释放的能量

让发动机单次做功释放的能量增加，也能提高发动机扭矩。当燃烧工况良好时（爆震小、燃烧充分），可以通过增加点火提前角来让火焰锋面在活塞到达上止点之时完全扩散并推动活塞，最大程度将热能转化为机械能，从而提升动力。另外，在发动机外特性中，适当地增加可燃混合气浓度，减少空燃比也能提升动力输出，一般来说，空燃比在12:1至10:1时动力最大，小于9:1则汽缸内的燃料会无法消耗完，造成不完全燃烧，火焰锋面温度大幅上升，造成活塞顶部烧蚀。

自然吸气发动机由于无法大幅增加进气量，因此基本会选择上述两种方法提升动力，但提升幅度较为有限，这也是业界认为自然吸气发动机动力提升潜力有限的原因。

车叔总结

以上几种方式便是后市场提升发动机动力的主要手段，需要说明的是，上述方法提升发动机动力都会让排放恶化，有可能导致车辆无法通过排放检测。这是因为主机厂在发动机标定时，根据进气量、排气压力、点火角、汽缸内滚流等综合因素，已经对发动机进行了最优调校。后市场（改装商家）没有足够的资源，无法完成发动机万有特性的测试，提升动力主要还是根据发动机的速度特性，通过进排气速度、点火角度、喷油量等方式做出的简单调整，是在牺牲排放、燃烧稳定性、经济性以及发动机机械结构耐久性的前提下实现动力提升，因此想要提升动力的小伙伴首先需要考虑好你能否接受这些代价。之后，车叔会跟大家聊一聊主机厂提升发动机动力会采取哪些手段。