高转发动机为什么快死绝了？

自打汽车诞生，人类就一直在通过扩大排量和拉高转速两种方法来提升发动机马力。通过这两种手段造出来的发动机，也一直被车迷们奉为掌上明珠。可如今，无论是大排量还是高转速发动机，在国际舞台上都已逐渐销声匿迹。

高昂的税费和持续上涨的油价都是促使大排量发动机走向灭亡的根本原因。可排量小，但马力又不输给涡轮机的高转速发动机为什么也一同消失了呢？难道时代变了，大家都不喜欢那种高亢的机械交响乐了吗？

要想知道高转发动机为什么会灭绝，还得先知道它到底是如何打造的，这样才能更好的理解高转发动机灭绝的原因！

想要提高转速，单纯靠多吸气和多喷油是无法实现的，因为发动机的配气系统才是限制转速上升的根本因素。众所周知，气门是需要用凸轮顶住才能打开的，然后再靠气门弹簧将气门顶回初始位置，从而保证燃烧室紧闭。

但随着转速升高，气门每次的开合时间也会相应减少，最终给予气门弹簧将气门拉回的时间也会减少。可一旦气门还没归位就被再次顶开，那就会产生所谓的气门浮动。这时发动机的整套配气系统将彻底乱套。所以，如果要想克服高转速发动机所带来的气门浮动问题，就需要在气门弹簧、凸轮轴角度甚至是气门重量上下功夫，才能彻底避免在高转速下因为气门浮动所导致的进排气问题。

解决了气门问题后，还需要考虑动平衡。由于气缸内大部分零件都处于高速旋转状态，那么随着转速增加，内部零件所产生的离心力也会呈几何倍数增长。这时便会对发动机的动平衡提出非常高的要求。

通常来说，一台民用发动机的红线转速都在6000-7000rpm之间，所以民用级发动机的动平衡也只需要满足这个转速区间就可以了。哪怕再算上500rpm的冗余量，也仅仅只需要保证发动机在最高7500rpm时不出问题就足够了。但当民用发动机在面对动辄8000转，甚至9000转的转速时，通常动平衡就会出现抖动的问题了，严重的甚至会拉瓦乃至爆缸。

所以，如果要想大幅度提高发动机的转速，除了气门浮动问题，还要解决发动机各项零件的平衡。其中至关重要的就是曲轴和凸轮轴这两个高速旋转零件的平衡性，所以就得把这些零件各个地方的重量差距精准到零点几克甚至更高的水平。如此一来，就需要更加精准的开模，并配合更高级的制作水平了。

除了要做好发动机内的动平衡外，随着转速的提升，发动机运转时相关部件所产生的应力也会随之增加，这时就需要更好的钢材来弥补材料强度上的不足。

在进行高速往复运动时，活塞连杆会因转速的增加而承受更多的力。可当力量达到一定高度后，活塞连杆就有可能会出现断裂。所以对于高转发动机来说，活塞连杆的强度和重量都是需要着重解决的问题。

不过，哪怕解决了活塞连杆的问题，发动机的曲轴和活塞也将会成为下一个弱点。其中曲轴因为高速旋转且还需要将力量传递给其他活塞，所以相对来说它对于材料强度的要求会明显高于活塞。

而活塞由于会在高速往复运动时与气缸壁进行高频次摩擦，所以也会对活塞环的润滑以及耐热性产生极高的要求。好在解决方法比较简单，只需要更换强度更好的钢材、甚至提高活塞和曲轴的制造方式，例如锻造就可以解决。

一般情况下，一台民用发动机都会采用长冲程加小缸径的设计，从而最大程度增加活塞与曲轴之间的力臂，并提高发动机低转速下的扭矩。但过长的发动机行程会导致单次往复的距离（周长）也就越远，实现高转速自然是没有可能。

正因如此，为了满足高转速的需求，发动机在设计时必须要选择往复距离更少的短冲程，同时为了保证排量不会因冲程减少而降低，还需要大幅度扩充缸径。

综上所述，如果厂家要想打造一台高转速发动机，那就需要重新设计曲轴、连杆、活塞、气门、凸轮轴和缸体。这样复杂的工作肯定会带来超高的成本。此时再加上高转发动机对于材料方面以及动平衡的要求，所以成本更是会急剧增加。

而现在的主机厂为了节省成本，早就转投“模块化发动机”阵营了，先设计出缸径相同的单缸模板，然后再通过改变活塞的行程和缸体数量从而达到调整发动机排量的目的，以此来满足不同车型的需求。

可高转速发动机却很难诞生于这些窄缸径的模块化发动机之下，因为如果缸径不能变，那就只能通过减少发动机行程来实现降低活塞往复时间的目的了，但这样势必就会降低发动机的排量。可对于高转速引擎来说，大幅砍掉排量，最终的马力也会变的惨不忍睹。

2.4L的V8发动机

当然，解决办法也不是没有，虽然使用模块化单缸强行制造高转速发动机会导致排量变小，但排量不够可以用缸数来凑。不过这样一弄，这台发动机的研发制造成本便会呈直线上升了。

此外，再加上满足发动机动平衡标准所需的高精度凸轮轴、曲轴所带来的成本，其实打造一台高转发动机的难度和成本都是很高的。也正因如此，现在大部分厂家只要不涉及高性能车，都是绝对不会打高转速发动机主意的。因为就算造出来了，一般消费群体也承受不起。

除了发动机成本所带来的价格飙升，对于消费者来说，高转引擎的日常驾驶性也十分堪忧。受限于针对高转速下动力的优化，以及短冲程所带来的影响，高转发动机在任何时段的扭矩都可以“悲惨”二字来形容。

比如本田S2000上那台著名的F20C引擎，虽然马力达到了令人瞠目结舌的250匹，可它的最大扭矩却只有203牛·米，且还需要在7500转才能爆发。所以在日常驾驶时，你丝毫感受不到什么叫做“VTEC Kick in”，围绕着你的恐怕只有起步无力和加速缓慢了。而这种尴尬只有当你把转速踩到6000转，踩到路边吃瓜群众像看傻子一样看着你时，才能有所缓解。

而现如今，面对动辄1400转就可以爆发出最大扭矩的小排量涡轮机，那些高转速引擎的先天“残疾”更会被无限放大。对于普通驾驶者来说，如此孱弱的低转速扭矩，便会先入为主认为车辆动力不好，谁还管它100多匹的惊人升功率和8000转爆发的最大马力啊！大概率只会留下一句：这台破发动机还不如1.0T三缸来得爽呢！

为了弥补低转速下糟糕的扭矩表现，一台高转速发动机肯定也会使用减速比更大的变速箱，来保证日常的动力输出。这时就会引发高转速发动机的第三个缺点--油耗高。在高转速情况下，发动机除了多吸气多喷油会影响油耗外，单位时间内气缸壁与活塞环之间的摩擦次数也会增加，这种额外的摩擦力势必会增加油耗。

所以大家不要看到那些高转速发动机的排量小，就理所应当的认为它们会省油，实际上在日常驾驶时，10L/100km的油耗肯定是逃不掉的。如果再加上堵车，需要频繁高转速起步的话，那么达到15-20L/100km也不是什么难事。

除了高油耗需要让厂家出血交罚款外，过高的排放污染也是高转速发动机不可逾越的鸿沟。由于转速过高，所以高转速发动机对于排气阻力有着十分苛刻的要求。可如果为了环保提高三元催化器的密度，便会直接影响到高转引擎的动力输出。

可惜，目前车企在应对愈发严苛的排放法规时，只能通过提高三元催化器密度，这种增加排气阻力的方法来降低有害物质的排放。过大的排气阻力显然是对高转速引擎不利的，甚至可能会导致一台高转速发动机在7000转以后，动力输出就呈现出下滑趋势。这样的话，7000转以后的转速除了听个响，也就没什么用了。

高转速发动机富有魅力是毋庸置疑的，但在制造和使用上的种种问题，又让其连带了不少缺点。而这些缺点此前之所以没被拿到台面上说，主要是因为早期涡轮增压发动机的问题也不少。

可随着技术提升以及小号涡轮的适配，以往涡轮机低转扭矩太差的问题也随之消除，此时再加上涡轮机对于排气速度的低要求，高转引擎的缺点便瞬间显露无疑了。与此同时，高转发动机昂贵的制造成本也与新时代的发动机模块化设计背道而驰，最终高转引擎消逝在历史长河之中也就不足为奇了。

不过，凡事都要往好的方向去看，虽然高转速发动机在民用领域已经完全消失了，可在追求马力的赛车、改装领域，高转发动机依然是最优的解决方案。毕竟在不考虑成本和排放的前提下，高转自吸引擎绝对都是最线性、最高亢的那个！