

概述:
高原缺氧
动能回收
咱们今天就从这两个角度解读最适合高原的车,先从燃油车开始分析。
人在高原上会出现高原反应,汽车也会,因为人的呼吸需要吸入的是氧气,燃油车的内燃机做功的基础也是氧气;氧气是燃油的助燃气体,燃烧的本质是燃油与氧气的化学反应,所以内燃机才需要“吸气”。只不过自然吸气技术属于比较原始的技术,吸入的空气氧浓度无法控制,完全取决于自然因素的影响;而海拔越高空气的氧浓度就会越低,高原地区最不实用的就是自然吸气(NA)车型。

这是海拔与空气氧浓度的关系,个人爬过的最高标准已经低至标准氧浓度的一半,此时走路尚可但不能奔跑了;汽车也是一样的,在这个海拔标准下,2.0-4.0L NA的车辆都在是蠕行,加速能力已经连载货的卡车都不如了。

内燃机在热车状态下,做不到充分燃烧。
这是个很重要的知识点,在0米海拔将车辆开到水温达到中线,此时内燃机做功仍旧是无法充分燃烧的;不过燃烧的充分性确实要高于冷启动后的升温过程,假设升温阶段的充分比例为30%,热车后达到60%,剩余的就是损耗的部分。造成燃烧不充分的原因主要是做功时间太短,吸入空气里的氧浓度也太低,过短的单位时间内没有足量的氧气,燃油反应的速度就会变慢,所以就无法转化出充足的热能。
但是想要提升也不难,那就是用涡轮增压器对空气进行压缩。增压器通过内燃机运行时产生的废气驱动,由于排气压力非常大,增压器的转速可以突破10万转(每分钟);超高转速的增压器涡轮会连接进气道的压气机涡轮,超高转速则会形成一道主动吸力,并且把吸入的空气体积压缩减小。

压缩的其实是空气分子间隙,这就像一间教室里宽松的摆放三排座椅能坐下30人,缩小排与排之间的间隙就能放下四排座椅,教室里就能坐下40人;压缩空气中的氧分子的数量也会变多,等量的燃油面对高浓度的氧气可以实现富氧燃烧,可以理解为反应的速度快、压榨出的热能更多。
所以相同排量的涡轮增压发动机要比自然吸气动力强,比如2.0L NA最大扭矩不过200N·m左右,而且只能在高转速的某个节点爆发(转速高吸力大/吸入空气多才能多喷油);而2.0T目前的最大扭矩可以达到400N·m,双增压汽油机极限为420N·m,双增压的柴油机极限已经达到500N·m!

热能压榨多少等同于扭矩的大小,扭矩×转速÷常数≈功率,功率×1.36≈马力,在转速范围相当的前提下,只有大扭矩才能实现大马力(高性能);但是涡轮增压发动机就不会高反了吗?——答案显然是否定的。涡轮增压机也会有高原反应,因为吸入的空气氧浓度也是要减少的,压缩后当然也会缩减;但是2.0T是在400N·m/200kw的前提下缩减,2.0L NA是在200N·m/100kw的前提下缩减,都缩减一半也是前者更强。

为何涡轮增压动力的汽车在高原不常见呢?
这是很多汽车爱好者共同的疑惑,理论上确定为涡轮增压汽车更适合高原,但在高原反而是普拉多、帕杰罗、途乐等日系自然吸气越野车居多,这要怎么解释呢?
原因有两点:
初期选项有限
二手汽车的流向
早期的越野车大都使用日系品牌,原因并非其技术有多先进,而是其他车系的选项价格太高,日系车的选项价格在早期还算合理;而藏区的道路条件早些年也确实偏差,所以不论公务用车还是个人用车都偏向选择越野车,久而久之这些车的保有量就变得比较大了。

不过真正让保有量增大的阶段还是二手车的流入,诸如普拉多和帕杰罗等车在平原地区基本没有什么用,落后的NA机型油耗高动力差,这些车在一二级的二手汽车市场里没有什么吸引力;所以也就会流向相对偏一些的区域低价销售,而西藏早期的热门车型正是这些越野车,于是也就顺其自然地形成了此类车最好的观点。
事实上想要判断哪种车更适合高原,去看卡车和客车就好,因为这两种车型使用的柴油机总是增压的;这就是为什么在高原公路上一台卡车可以超越一个普拉多车队的原因,不过普拉多等日系合资越野车基本都停产了,剩下个途乐也是乏善可陈。

最后需要了解的是电驱系统,其实最适合高原的发动机就是「电机」。
因为电机不需要“喘气”。
电机依靠动力电池组将电流输入到定转子,以形成的磁场互斥驱动转子运转,结构可以说是非常的简单但也非常的高效;依靠磁场转化机械能自然与空气无关,空气只会是电机运转的阻力,氧气对于电机也是没有意义的。所以电机绝对不会高原反应,哪怕是上到月球和火星都不影响其运行,火星车就是用电机驱动。

在平原和高原上能体验到相同的性能,这是燃油车不敢想象的;而起步即可爆发最大扭矩,这是双增压或多重增压的汽柴油机都做不到的,可是电机就能够做到;在爬坡的时候可以随时获取最强爆发力,所以没有什么比电驱车更适合高原。纯电动汽车适合中短途通勤,如果以长途自驾为主则可以选择插电式混动汽车,其具备油电混合和纯电驾驶能力。

下面要了解一下“动能回收”了。
燃油车下坡的时候可以降档制动,用低速挡的齿轮比(高转速也无法实现高车速的特点)限制车辆滑行的速度,可是发动机以高转速运行的耗油量还是会比较大的;但是电动汽车用动能回收不仅能有效限速,同时还能发电,因为驱动电机和发电机的概念其实相同,滑行的时候让车轮带动电机运转进行发电,这样既实现了车辆减速又做到了补充电能。
不过在高原动辄十几甚至几十公里的山路上下坡的时候,要注意在上坡的时候提前把电耗多消耗一些,比如纯电驾驶到25%,之后长距离的滑行下坡也能够充满;而如果在满电的时候下坡,汽车的动能回收就会很弱,减速主要依靠制动器,这是会容易高温的。关于高原汽车的话题就聊到这里,现在的理想选项应当是PHEV、BEV,最后是涡轮增压燃油车。




