自然进气发动机

动力形式

自然进气发动机（英语：naturally aspirated engine）为最基本的动力形式，在进入发动机汽缸前，以外界空气（1大气压）直接与喷油针喷岀之汽油混合而成汽油雾，最后进入燃烧室点燃。有别于装备增压器的发动机，没有如涡轮增压器与机械增压器等过给装置，有增压器的发动机以强制加压空气的方法，输进燃烧室，可使产生较大马力，但也较容易产生爆震，加入的汽油辛烷值必须较高，种类也较挑剔，同时汽缸的压缩比也不宜过高，而采用涡轮增压的发动机更会有涡轮延迟的缺点，但自然进气发动机皆不会有这些问题，整体成本都偏低，适合给平价无高性能需求的载具，不过自然进气发动机也可采用高转速化达到高性能化。现今市售的汽油车款多采用自然进气发动机。

描述

在自然吸气发动机中，用于燃烧的空气（柴油发动机中的柴油循环或汽油发动机中的特定类型的奥托循环 - 即汽油直接喷射），或空气/燃料混合物（传统的奥托循环汽油发动机） - 被吸入发动机气缸通过大气压力作用于部分真空，当活塞在进气冲程期间向下行进到下死点时发生。由于包括进气歧管的发动机进气道中的固有限制，当吸入空气时发生小的压降，导致容积效率小于100% - 并且小于气缸中的完全空气充气。除了受感应系统限制影响外，空气充气密度以及发动机的最大理论功率输出也受发动机转速和大气压力的影响，后者随着运行高度的增加而降低。

这与强制感应发动机形成对比，在强制感应发动机中，采用机械驱动的增压器或排气驱动的涡轮增压器来促进增加进气的质量，使其超过仅由大气压力产生的量。一氧化二氮也可用于人为地增加进气中存在的氧气质量。这是通过将液态一氧化二氮注入进气口来实现的，该进气口在给定体积内提供比大气空气更多的氧气。与20.95%的大气空气相比，一氧化二氮的质量为36.352%。一氧化二氮在大气压下也在-127.3°F（-88.5°C）沸腾，并且从蒸发潜热中提供显着的冷却，与自然吸入相比，这也有助于显着增加总空气充量密度。

由于二冲程柴油发动机不能进行这种自然抽吸，因此必须将一些用扫气空气给气缸充气的方法集成到发动机设计中。这通常通过由曲轴驱动的正排量鼓风机来实现。鼓风机在该应用中不起增压器的作用，因为其尺寸设计成在给定的功率和速度下产生与发动机燃烧需求成正比的气流量。根据汽车工程师协会的定义，机械扫气二冲程柴油发动机被认为是自然吸气的。

应用

大多数汽车汽油发动机以及许多用于非汽车用途的小型发动机都是自然吸气的。为公路车辆提供动力的大多数现代柴油发动机都是涡轮增压的，以产生更有利的功率重量比，更高的扭矩曲线，以及更好的燃油效率和更低的废气排放。涡轮增压几乎普遍适用于铁路，船用发动机和商用固定应用（例如发电）的柴油发动机。强制感应也用于往复式飞机发动机，以抵消飞机爬升到更高海拔时发生的一些动力损失。

的优点和缺点

自然吸气发动机相对于依赖强制感应的相同尺寸发动机的优点和缺点包括：

优点

更易于维护和修理

降低开发和生产成本

提高可靠性，部分原因是单独部件减少

更直接的油门响应（由于缺乏涡轮迟滞）

缺点

效率下降

降低功率重量比

减少调整的可能性

与强制感应发动机相比，在更高的高度（由于更低的气压）增加了功率损失