自然進氣發動機

自然進氣發動機（英語：naturally aspirated engine）為最基本的動力形式，在進入發動機汽缸前，以外界空氣（1大氣壓）直接與噴油針噴岀之汽油混合而成汽油霧，最後進入燃燒室點燃。有別於裝備增壓器的發動機，沒有如渦輪增壓器與機械增壓器等過給裝置，有增壓器的發動機以強制加壓空氣的方法，輸進燃燒室，可使產生較大馬力，但也較容易產生爆震，加入的汽油辛烷值必須較高，種類也較挑剔，同時汽缸的壓縮比也不宜過高，而採用渦輪增壓的發動機更會有渦輪延遲的缺點，但自然進氣發動機皆不會有這些問題，整體成本都偏低，適合給平價無高性能需求的載具，不過自然進氣發動機也可採用高轉速化達到高性能化。現今市售的汽油車款多採用自然進氣發動機。

基本介紹

• 中文名：自然進氣發動機
• 外文名：naturally aspirated engine

描述

在自然吸氣發動機中，用於燃燒的空氣（柴油發動機中的柴油循環或汽油發動機中的特定類型的奧托循環 - 即汽油直接噴射），或空氣/燃料混合物（傳統的奧托循環汽油發動機） - 被吸入發動機氣缸通過大氣壓力作用於部分真空，當活塞在進氣衝程期間向下行進到下死點時發生。由於包括進氣歧管的發動機進氣道中的固有限制，當吸入空氣時發生小的壓降，導致容積效率小於100% - 並且小於氣缸中的完全空氣充氣。除了受感應系統限制影響外，空氣充氣密度以及發動機的最大理論功率輸出也受發動機轉速和大氣壓力的影響，後者隨著運行高度的增加而降低。

這與強制感應發動機形成對比，在強制感應發動機中，採用機械驅動的增壓器或排氣驅動的渦輪增壓器來促進增加進氣的質量，使其超過僅由大氣壓力產生的量。一氧化二氮也可用於人為地增加進氣中存在的氧氣質量。這是通過將液態一氧化二氮注入進氣口來實現的，該進氣口在給定體積內提供比大氣空氣更多的氧氣。與20.95%的大氣空氣相比，一氧化二氮的質量為36.352%。一氧化二氮在大氣壓下也在-127.3°F（-88.5°C）沸騰，並且從蒸發潛熱中提供顯著的冷卻，與自然吸入相比，這也有助於顯著增加總空氣充量密度。

由於二衝程柴油發動機不能進行這種自然抽吸，因此必須將一些用掃氣空氣給氣缸充氣的方法集成到發動機設計中。這通常通過由曲軸驅動的正排量鼓風機來實現。鼓風機在該套用中不起增壓器的作用，因為其尺寸設計成在給定的功率和速度下產生與發動機燃燒需求成正比的氣流量。根據汽車工程師協會的定義，機械掃氣二衝程柴油發動機被認為是自然吸氣的。

套用

大多數汽車汽油發動機以及許多用於非汽車用途的小型發動機都是自然吸氣的。為公路車輛提供動力的大多數現代柴油發動機都是渦輪增壓的，以產生更有利的功率重量比，更高的扭矩曲線，以及更好的燃油效率和更低的廢氣排放。渦輪增壓幾乎普遍適用於鐵路，船用發動機和商用固定套用（例如發電）的柴油發動機。強制感應也用於往復式飛機發動機，以抵消飛機爬升到更高海拔時發生的一些動力損失。
的優點和缺點

自然吸氣發動機相對於依賴強制感應的相同尺寸發動機的優點和缺點包括：

優點

更易於維護和修理
降低開發和生產成本
提高可靠性，部分原因是單獨部件減少
更直接的油門回響（由於缺乏渦輪遲滯）

缺點

效率下降
降低功率重量比
減少調整的可能性
與強制感應發動機相比，在更高的高度（由於更低的氣壓）增加了功率損失