如何评判发动机好坏，都是基因决定的

文｜Sway

图｜网络

衡量一款发动机有很多种方法，比如排量。大排量发动机天生胃口大、喝油多、加速快、跑得快、声音燥；小排量发动机则省油、质量轻、安静、环保。

基于人对速度的天生热爱，大排量更能满足人类天性，但受政策和高昂油价影响，大排量发动机逐渐落寞，眼看2.0T豪华车满街跑，但大家却早已见怪不怪。

比不了排量，自然要重新找项目分高低，还好在各种新兴技术（比如马自达SPCCI）加持下，即使排量相同动力表现也会有很大差别。因此，在排量没有太大可比性下，我们开始对比最大输出功率、最大扭矩，因为这能体现一款车的加速性能和极限速度水平。

但就多数用户而言，且不说这些数据有多重要，大家能不能记得住都是问题。因此，Sway叔希望能帮助大家抽丝剥茧，从众多发动机中找到一些共性结论，便于大家对发动机有初步理解。

发动机因其设计特点，确实有固有特性，这就像男女性别一样，虽然受后天环境影响很大，但整体来说男性会偏阳刚、女性会偏柔美。在基因学上，生男生女由XY染色体决定，XX染色体就是女孩，XY染色体就是男孩。对应发动机，就像缸径和行程的关系。

发动机动力表现受后天影响也很大，即使采用同一款发动机，也会因不同车型要求，通过行车电脑调教出不同特性

先简单介绍下什么是缸径和行程，顾名思义，缸径就是气缸的直径，而行程就是活塞压头在气缸内能运行的长度。

缸径和行程决定了单个气缸的排量（排量=面积×冲程×缸数），再将各气缸加和起来，就是总排量了。比如一辆四缸发动机，缸径100mm/行程100mm，按此算法就是3.14L排量。所以，缸径和行程决定了发动机排量。

对空间布局的影响

可以看到排量只是一个总结果，即使同样排量发动机，在缸数相同下，缸径和冲程都可能完全不一样，按缸径和行程的比值关系，我们可以将发动机分为三类，即长行程、等行程、短行程，而这会产生很多微妙的影响。

以短行程发动机为例，由于缸径大，其横向空间要占据更大面积，这直接的影响就是它会压缩驾驶室内空间，横置发动机还能接受，如果是纵置发动机再配以大缸径，那就很可怕了。看看宝马为什么车头老长就知道了，为了装下直列六缸发动机可是得付出代价的，也因此多数紧凑级轿车是以横置平台为主。

长行程发动机正好相反，因其横向占用面积小，往往能缩短前悬的长度；但由于高度高，车头不容易设计得低扁，不利于低风阻、流线造型设计

但短行程发动机因为高度低，重心稳，操控稳定性会更好，因此一些注重操控的汽车会比较喜欢用这类发动机。

比如通用北极星（L37），就是一款短行程发动机（缸径93mm/84mm），最早被使用在凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS等上。它作为全美第一台双顶置凸轮轴的全铝V8发动机，为了进一步降低重心，工程师还创新地将常规发动机的主轴承盖直接集成到了气缸体底部。

对动力表现的影响

由于短行程发动机的活塞运动行程短，转矩相对较小。这就好比我们用扳手拧螺丝，力臂短自然的拧起来就费劲了。因此要想起步速度快的话，就只能靠拉高发动机转速才行。

对应地，长行程发动机曲轴半径大，扭矩大，起步速度快。但因行程较长，转速提升困难以及发动机振动较强，极限速度不高。因此对转速和功率的要求并不大的柴油发动机（或是越野车）通常会选用长行程设定，以获得在低转速区就能输出极高的扭矩。

此外，短行程对应的是大缸径，我们可以布置尺寸较大的进气阀和排气阀，进而增加发动机的进气量，提高进气和排气效率。通常这类发动机会带有高转速、高功率属性，比如L37就有着295Ps/5600rpm的峰值功率，在4400rpm时便可达到393N·m的峰值扭矩。

缸径是不能无限大的，过大的发动机容易导致活塞过热，产生爆震等异常燃烧现象，就普通轿车而言，缸径行程比在1.0左右，不会偏差太多。

也不是不能扭转，但要多“出力”

并不是说长行程发动机就不能获得高功率表现了。

比如马自达VQ系列发动机，缸径95.5mm/行程81.4mm，却有7500rpm红线，还连续十多年获得沃德十佳发动机。

又或是全新宝马M550i上采用的B58发动机（缸径82mm/行程94.6mm），最大功率345Ps/5500~6500rpm，最大扭矩450N·m/1380-5200rpm，百公里加速4.8s。

但是想要扭转这个局面可是要花大力气。以B58发动机为例，除了气缸布局保留了宝马的传统，可是给发动机做了大手术，比如它采用了集成化设计的排气歧管和涡轮，水冷形式的涡轮中冷器等，这使得其温控和静谧性相比N系列发动机有不小提升。

至于等行程发动机就比较好理解了，作为中间派，均衡是它最大的特点，比如宝马直列六缸M52（缸径84mm/行程84mm，宝马728i和728iL使用）、F20（缸径86mm/行程86mm，丰田86使用）都是采用的等行程设计。

总结以上就是：

长行程发动机：转矩特性较好，起步加速性能好，最高车速不是特别高；

短行程发动机：发动机转速较高，最高车速较高，最大转矩对应的转速较高；

等行程发动机：综合二者特点，较均衡。

F1跑得快，是因为超高缸径比

我们举一个极端的例子。要说F1赛车比民用车厉害在哪里，干瘪瘪的车速虽然直观但并不能直击要害。其实F1赛车和民用车的最大区别就在于缸径比。

意不意外？竟然不是排量。其实F1赛车的排量并不大，早在2014年，FIA就要求F1执行1.6L（V6涡轮增压引擎）方案，而在此之前也不过是2.4L（V8自吸）而已。

但别看排量不大，赛车转速却超高，F1一般行驶转速都在万转以上，如果不是FIA规定最高转速为15000rpm，20000rpm也不在话下。而一般民用车的最高转速也不过在6000-7000rpm。

为什么F1赛车能获得转速，主要原因就是其大缸径短行程的设定。考虑到稳定性问题，一般民用内燃机的缸径行程比都在1左右，但F1的缸径和活塞行程却能达到2.5。在此基础上，再使用超强的材料技术，自然能保证各部件在超高转速下还能正常运转。

缸径和行程就像是一对XY染色体，在很大程度上决定了发动机的整体表现，虽然在各种技术的加持下，又衍生出了不同特性，但这就像是要改变先天基因一样，需要使很大力气才行。

就普通民用车来说，我们还是能通过这两者的关系预测出这款车的大致表现的。简单明了，又能得到较为准确的大方向，这对我们普通用户来说，可是再好不过的标准了。