汽车发动机核心工况参数的相互关系
2017-10-24 08:25 艾森ECU升级(北京运营中心)
发动机是一辆汽车最核心的部件,发动机的好坏直接影响着这辆车的驾驶品质。对于普通消费来说,对发动机的认识仅仅停留在简单配置参数表上,但是了解一款发动机的远远没有那么简单。
今天给大家讲讲关于发动机的3个关键性参数,功率、扭矩、转速,三者之间有着千丝万缕的关系。
首先我们先介绍一下发动机最基本的参数:排量和气缸、压缩比。
排量和气缸
发动机排量应该是大家买车最关注的参数,对于家用代步车来说,排量不需要多大,够用就可以。而且国家小排量优惠政策,排量小于1.6L的车子,有不少优惠呢!国家鼓励小排量车。总之看自己需求,家用为主的话,够用就可以;对驾驶乐趣有追求,可以选择排量大点。
压缩比
压缩比是指气缸总体积除以燃烧室体积的值。
压缩比越大,发动机燃烧做功越好,燃烧效率越高,需要使用高标号的汽油。但是也不是所有高压缩比发动机都必须用高标号的汽油,马自达创驰蓝天技术十三四的高压缩比(一般家用车压缩比在10左右),同样只用92号油。此外柴油机的供油方式和燃烧特性与汽油机不同,所以柴油发动机的压缩比一般比汽油发动机的大。
在补充一点,高转速的发动机会设计成大缸径、短行程;低转速高扭发动机会设计成小缸径、长行程。
功率、扭矩、转速
在我们上学时期,物理老师给我讲,功率=力 X 速度(P=F X V)。例如下图,一个小人推着一个物体前进,力和位移在一条直线上,我们用上述的公式就可以计算出这个小人的做功。(力大小随时间在变化,需要用到微积分)
为什么发动机的做功:功率=扭矩 x 转速(P=T x n)。因为发动机做功表现在曲轴上是旋转的力矩和圆周的线速度。
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 转速。
现在我们在回头来看看配置表中的几个发动机参数,主要是这5个参数。
最大马力和最大功率
这两参数是一个意思,马力等于功率,两者之间有一个换算公式:1马力(PS米制)=0.735千瓦(KW) 。我们来验证一下132÷180=0.735 OK,我们继续往下讲。汽车是由马车演变而来,为了更形象直观的去描述发动机的功率,我们通常都会说多少马力。最大马力和最大功率是衡量发动机最大的做功潜力,单位时间做出最多的功。但是你想判断这辆车的最高时速和启动加速,只看功率可不行。
最大功率转速
最大功率转速顾名思义,就是指发动机输出最大的功率或者单位时间内做最多的功,此时发动机的转速。
发动机通过活塞的上下运动,使曲轴和飞轮做圆周运动。转速越高,那么活塞做功次数就越多,就越耗油,就像上述动态图中“推磨”一下,来回推磨次数一多,能不累么?所以很多老司机为了省油,都会把转速尽可能保持在2000转速左右甚至一下。
最大扭矩
扭矩是发动机性能的一个重要参数,扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。
“ 纽北跑不过秦,十米跑不过狗 ”,这句话说的就是加速度和扭矩,除了质量影响加速外,扭矩是决定性因素,普通发动机即便是涡轮增压发动机,起步扭矩还是很低的,等转速起来涡轮介入,动力扭矩才会上来,推背感才会出来。而电动车就不一样了,像特斯拉或者比亚迪秦,起步就峰值扭矩,加速迅猛,但是开到最后可能会被超越。记住那句话,加速看扭矩,最高时速看最大功率。
最高扭矩转速
最高(峰值)扭矩下的发动机转速,一般自然吸气发动机在中段转速达到最高扭矩,这就是为什么自然吸气发动机加速线性的原因。而涡轮增压发动机有的甚至2000就可以达到最高扭矩,而且在较长的区间内保持峰值扭矩。这就是为什么小排量涡轮增压发动机能爆发出较强的动力。很多人难以理解,为什么涡轮增压会有扭矩相同的扭矩平台,根据F=Q/S,S曲轴曲柄长度是常数,Q是进气量和一定量燃油燃烧产生的能量,当燃油喷射量一定时,则进气量决定了Q值。涡轮增压器全负荷进入工作室时,进气量就稳定不变了。所以扭矩峰值一直保值水平线。
最后再来说一下关于涡轮增压扭矩峰值区间,有时候看着特别宽,但是如果变速箱匹配不好,可以会让你失望。这就是为什么很多涡轮增压发动机,在城市里行驶时,转速明明达到涡轮介入的区间了,但还是有一种被掐着脖子的感觉,有劲使不出来。所以在买车之前去4S体验一下,到底多少转速涡轮才能介入,这样自己心里有一个底。