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發(fā)動機是一輛汽車最核心的部件,發(fā)動機的好壞直接影響著這輛車的駕駛品質。對于普通消費來說,對發(fā)動機的認識僅僅停留在簡單配置參數(shù)表上,但是了解一款發(fā)動機的遠遠沒有那么簡單。
今天機械前線給大家講講關于發(fā)動機的3個關鍵性參數(shù),功率、扭矩、轉速,三者之間有著千絲萬縷的關系。
首先我們先介紹一下發(fā)動機最基本的參數(shù):排量和氣缸、壓縮比。
排量和氣缸
發(fā)動機排量應該是大家買車最關注的參數(shù),對于家用代步車來說,排量不需要多大,夠用就可以。而且國家小排量優(yōu)惠政策,排量小于1.6L的車子,有不少優(yōu)惠呢!國家鼓勵小排量車??傊醋约盒枨?,家用為主的話,夠用就可以;對駕駛樂趣有追求,可以選擇排量大點。
↑↑直列四缸↑↑
↑↑V型六缸發(fā)動機↑↑
壓縮比
壓縮比是指氣缸總體積除以燃燒室體積的值。
壓縮比越大,發(fā)動機燃燒做功越好,燃燒效率越高,需要使用高標號的汽油。但是也不是所有高壓縮比發(fā)動機都必須用高標號的汽油,馬自達創(chuàng)馳藍天技術十三四的高壓縮比(一般家用車壓縮比在10左右),同樣只用92號油。此外柴油機的供油方式和燃燒特性與汽油機不同,所以柴油發(fā)動機的壓縮比一般比汽油發(fā)動機的大。
在補充一點,高轉速的發(fā)動機會設計成大缸徑、短行程;低轉速高扭發(fā)動機會設計成小缸徑、長行程。
功率、扭矩、轉速
在我們上學時期,物理老師給我講,功率=力 X 速度(P=F X V)。例如下圖,一個小人推著一個物體前進,力和位移在一條直線上,我們用上述的公式就可以計算出這個小人的做功。(力大小隨時間在變化,需要用到微積分)
(最常見的做功方式)
為什么發(fā)動機的做功:功率=扭矩 x 轉速(P=T x n)。因為發(fā)動機做功表現(xiàn)在曲軸上是旋轉的力矩和圓周的線速度。
推道一下公式:
功率=力 x 速度 = P=F x V=N·(m/s)
=(N.m) X r/min
= T x n
= 扭矩 x 轉速。
(把人看做活塞,磨看做曲軸)
現(xiàn)在我們在回頭來看看配置表中的幾個發(fā)動機參數(shù),主要是這5個參數(shù)。
最大馬力和最大功率
這兩參數(shù)是一個意思,馬力等于功率,兩者之間有一個換算公式:1馬力(PS米制)=0.735千瓦(KW) 。我們來驗證一下132÷180=0.735 OK,我們繼續(xù)往下講。汽車是由馬車演變而來,為了更形象直觀的去描述發(fā)動機的功率,我們通常都會說多少馬力。最大馬力和最大功率是衡量發(fā)動機最大的做功潛力,單位時間做出最多的功。但是你想判斷這輛車的最高時速和啟動加速,只看功率可不行。
最大功率轉速
最大功率轉速顧名思義,就是指發(fā)動機輸出最大的功率或者單位時間內做最多的功,此時發(fā)動機的轉速。
發(fā)動機通過活塞的上下運動,使曲軸和飛輪做圓周運動。轉速越高,那么活塞做功次數(shù)就越多,就越耗油,就像上述動態(tài)圖中“推磨”一下,來回推磨次數(shù)一多,能不累么?所以很多老司機為了省油,都會把轉速盡可能保持在2000轉速左右甚至一下。
(紅線為發(fā)動機轉速)
最大扭矩
扭矩是發(fā)動機性能的一個重要參數(shù),扭矩越大,發(fā)動機輸出的“勁”越大,曲軸轉速的變化也越快,汽車的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。
(普通渦輪增壓發(fā)動機扭矩圖 / 紅線是扭矩)
(特斯拉電機扭矩輸出圖)
“ 紐北跑不過秦,十米跑不過狗 ”,這句話說的就是加速度和扭矩,除了質量影響加速外,扭矩是決定性因素,普通發(fā)動機即便是渦輪增壓發(fā)動機,起步扭矩還是很低的,等轉速起來渦輪介入,動力扭矩才會上來,推背感才會出來。而電動車就不一樣了,像特斯拉或者比亞迪秦,起步就峰值扭矩,加速迅猛,但是開到最后可能會被超越。記住那句話,加速看扭矩,最高時速看最大功率。
最高扭矩轉速
最高(峰值)扭矩下的發(fā)動機轉速,一般自然吸氣發(fā)動機在中段轉速達到最高扭矩,這就是為什么自然吸氣發(fā)動機加速線性的原因。而渦輪增壓發(fā)動機有的甚至2000就可以達到最高扭矩,而且在較長的區(qū)間內保持峰值扭矩。這就是為什么小排量渦輪增壓發(fā)動機能爆發(fā)出較強的動力。很多人難以理解,為什么渦輪增壓會有扭矩相同的扭矩平臺,根據(jù)F=Q/S,S曲軸曲柄長度是常數(shù),Q是進氣量和一定量燃油燃燒產生的能量,當燃油噴射量一定時,則進氣量決定了Q值。渦輪增壓器全負荷進入工作室時,進氣量就穩(wěn)定不變了。所以扭矩峰值一直保值水平線。
最后再來說一下關于渦輪增壓扭矩峰值區(qū)間,有時候看著特別寬,但是如果變速箱匹配不好,可以會讓你失望。這就是為什么很多渦輪增壓發(fā)動機,在城市里行駛時,轉速明明達到渦輪介入的區(qū)間了,但還是有一種被掐著脖子的感覺,有勁使不出來。所以在買車之前去4S體驗一下,到底多少轉速渦輪才能介入,這樣自己心里有一個底。