把低功率引擎变成高功率版，是否可行？
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发布时间：2023-09-13 15:16
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时间：2024-11-20 14:18
有些小伙伴在买车时希望能买到一款动力够大，跑起来“有劲”的车，因此在同样排量的发动机中，他们会选择高功率版本，但这就意味着要付出更高的购车成本。于是，有人就会想，既然发动机排量，甚至是代号都是一样的，低功率与高功率发动机的硬件一定也没有什么太大差异，就算买了低功率版本，通过后市场的一些升级手段，也能获得高功率引擎的输出。
事实真的是这样吗？
我们首先来看一下发动机产生动力的原理。
燃油车的动力完全来自内燃机，而内燃机燃烧室的设计很大程度上决定了其输出的功率。燃烧室指的是由活塞、汽缸套、缸盖以及连杆组成的一个相对封闭的空间，可燃气体就是在这个空间内燃烧、膨胀，产生推动力的，而活塞以及活塞连杆则负责将膨胀动力传递到曲轴上，形成驱动车辆的转矩。那么，相同的燃烧室设计（缸径、冲程、压缩比、连杆长度等）是否意味着它们的燃效效果完全一样呢？
为了搞清楚这个问题，我们从两个角度去分析。
看配气机构是否相同
可燃混合气进入、排出燃烧室的效率取决于引擎的配气机构（也就是从节气门到排气尾管这一整套结构），这其中又以汽缸的进、排气门影响最为突出。许多引擎虽然有着一样的燃烧室设计，但是低功率与高功率版的气门设置却完全不同，低功率版本往往更加重视低转速下的扭矩表现，因此它的气门重叠角较小，当曲轴转动一圈，进气门开启的时间相对较少，因此在高转速工况下它无法为汽缸、燃烧室内提供足够的可燃混合气，因此造成它的输出功率较低。虽然近年来各家主机厂的可变气门控制系统较为成熟，但是无论这套系统多么先进，它对气门开启时间的改变是有限的，不可能完全改变一台引擎的外特性，因此基本可以说，引擎的配气机构设置决定了它的输出功率。
丰田新的引擎系列就是利用配气机构改善进气涡流的
进排气门的设置也影响着汽车的进气道设置与排气管路设置，总体来说，引擎输出功率越大，就需要配气系统尽可能快地完成进、排气的工作，因此高功率引擎的进气管路较为粗大，排气管路也尽可能避免弯折，减少排气阻力。而低功率引擎则相反，为了保证引擎响应以及低转速区间的燃烧效率，进气道不能太粗，避免进气门开启后无法产生湍流，从而将空气与燃料无法混合充分，另外排气也需要一定的阻力，利用谐振效应帮助废气快速从燃烧室内排出。
许多引擎的高低功率版会有不同的配气机构，例如BMW现款B系列2.0T引擎的高功率版排气歧管采用独立管路设计，并且接口为两个，来实现双涡管涡轮增压的目的，而低功率版则将排气歧管集成在气缸盖中，管路较短，整体结构较为紧凑，因为有排气干涉的情况，它的排气阻力较大，但能在低转速下有效地利用废气吹动涡轮。
因此，气缸盖相同的引擎可以通过软件以及进排气的升级来实现低功率变高功率的目的，而如果气缸盖设计有区别，特别是凸轮轴角度与高度有区别的情况下，那就几乎没有升级的可能。另外缸盖集成式排气歧管也是*“低转高”的一大因素。
看膨胀比与压缩比是否相同
许多小伙伴对压缩比这个概念比较了解，但是膨胀比这个词还是头一次听说，这里车叔需要给大家稍微解释一下他俩的区别：压缩比是活塞在下止点与上止点时，汽缸内容积之比，而膨胀比则是可燃气体在压缩前与压缩后（点火前）的体积之比。可以看出，压缩比是机械结构决定的，是引擎的机械常量，而膨胀比则是汽缸内实际的气体体积在压缩发生前至点火时的体积比，它更加能反映燃烧的实际工况。
膨胀比最高不会高于压缩比，当其无限接近压缩比时，气体被压缩的程度也就越高，释放出的热量也就越大，此时点火更加容易产生爆燃现象，损坏发动机。
细心的小伙伴可能会发现，同型号的低功率发动机压缩比往往比高功率版高一些，这是因为高功率引擎需要更多的燃烧室容积去容纳更多的可燃混合气，因此不得不降低压缩比。而在低功率引擎上，因为可燃混合气有限，因此可以用更高的压缩比与膨胀比来实现更好的燃效。
通过上面的说明可以看出，如果同排量、同型号的发动机高、低功率版压缩比相同，只是通过调整膨胀比来实现高低功率差异的话，后期的软件升级可以实现将低功率变为高功率发动机的目的。但如果发动机压缩比不同，那后期升级就需要更换活塞或连杆先降低压缩比，成本以及难度就会比较高。
车叔点评
早年许多车企在高低功率引擎的硬件上并没有进行过多区分，例如BMW上一代涡轮引擎：N20B20，它与高功率版在汽缸设计，缸盖设计甚至是材料方面都完全一致，因此后市场可以轻松地通过软件升级将低功率引擎转变为高功率引擎。但随着设计体系的成熟，这种情况在今天已经不多见了，即使设计相同，燃烧室材料也会有所区别，这是目前后市场升级难以解决的。因此，各位想提升动力的小伙伴应当做足功课，在升级前了解好自己的引擎硬件有没有潜力，规避盲目升级所带来的风险。?
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