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对发动机功率和扭矩问题的补充说明

昨天费力好大的力气,写了一篇关于汽车的功率与扭矩方面的文章,今天返回头来看,我自己就很不满意,更别说网友了。所以,我今天用一种最简单粗暴的方式,给大家说说功率和扭矩以及它们在实际中的应用。

到底什么是功率?什么是扭矩

A

用最简单粗暴的方式解释就是:


功率决定你的车能跑多快,也就是汽车的最高速度;


扭矩决定你的车有多大的劲,也就是汽车的加速能力。

它们都是汽车动力性的重要指标。


Q

功率和扭矩有什么关系?

A

它们具有如下的关系式:

即:发动机的功率与扭矩、转速成正比,转速越高、扭矩越大,发动机的功率越大。

注意:

发动机的功率是无法直接测量的,它是一个计算值。要想知道发动机的功率,要直接测量发动机的扭矩和转速,然后根据公式即可计算出发动机的功率。


Q

在买车时如何看功率和扭矩这两个参数?

A

对于同一款车型配备不同的发动机,那么一定是功率和扭矩大的汽车动力性更好;对于不同款的车型,配备不同的发动机,它们之间是无法直接比较的,因为汽车动力性不仅仅是发动机的性能。

Q

发动机的排气量越大,发动机功率就越大吗?

A

不一定。例如以排量比较,甲车是2.0升发动机最大功率是97千瓦,乙车是2.2升发动机最大功率可能只有79千瓦。同样,有些车排量相同,同是2.0升发动机但输出功率却不一样。

01

第一,发动机的技术与效率。现在发动机的效率要高于十几年前的发动机,发动机的效率高,自然就可以发出更大的功率;特别是现在增压发动机的使用,小排量的发动机可以发出很大的功率,远远超过同排量的自然吸气发动机;

02

第二,发动机的性能取向不同。有些发动机注重的是低速性能,而有些发动机注重的是高速性能。比如柴油机,低速的扭矩很大,但是由于转速不高,所以功率并不高;而轿车使用的汽油机,注重的是高速性能,要在很高的转速下才能发出比较大的扭矩,所以功率就很高。


Q

为什么有些车的功率不高但扭矩很大?

A

发动机的扭矩是这样产生的

发动机在设计时,会有三种动力取向:

01

低速动力取向。

这种发动机的缸径行程比较小,发动机的低速扭矩较大,低速性能较好,但发动机转速不高,所以功率不大,比如柴油发动机就是这样的,还有一些比如越野车的发动机,需要在低速时具有大扭矩;

02

平衡动力取向:

这种发动机的缸径行程比接近1,发动机在中等转速时扭矩较大,中速性能较好,这种发动机转速中等,功率中等,兼顾了低速扭矩和高速性能,现在大部分的轿车发动机都是这样的;最著名的就是秋名山车神的丰田的AE86 ,它的缸径和行程都是86 mm,所以 称为“86”;

03

高速动力取向:

这种发动机的缸径行程很大,发动机在高转速时才能发出较大的扭矩,高速性能较好,发动机转速很高,功率很大,比如赛车发动机就是这样设计的。

Q

什么是升功率?

A

升功率表示了单位气缸工作容积的利用率,升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。当发动机功率一定时,升功率越大发动机的重量利用率就越高,相对而言发动机就越小,材料也就越省。 升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。

Q

什么是发动机功率-扭矩曲线?

A

发动机功率、扭矩曲线是指将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示,此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线;如果发动机节气门全开(柴油机高压油泵在最大供油量位置),此特性曲线称为发动机外特性曲线。


Q

如何看发动机的外特性曲线?

A

发动机外特性曲线是表示发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系。

发动机特性曲线一般有两条:一条为功率曲线,另一条为扭矩曲线。功率曲线比较陡峭,这表示发动机功率随着转速的提高而急剧上升,其峰顶对应的功率数值即为发动机技术参数中标注的最大功率.。最大功率越大汽车可能达到的最高车速也越高。

扭矩曲线的两端比较低,中间突起,并比较平缓。实际上,中间突起部分越高越平缓,表示发动机的扭矩特性越好,最大扭矩持续的转速范围越宽,说明发动机的持续加速能力越好。.这种发动机的操纵性越好,汽车越好驾驭。如果在低速时便拥有较大的扭矩.表明汽车的起步性能要好;如果在中高速时才拥有较大扭矩,那它可能是一台高速性能的发动机,在高速行驶时特性较佳。

Q

为什么超过一定转速后功率和扭矩反而下降?

A

因为发动机在设计时,只能使其在某一个转速范围内性能最佳,而无法做到全领域最佳。所以,当发动机超过一定的转速后,进气量就会减少,喷油量也随之减少,功率和扭矩自然就降低了。


Q

发动机外特性曲线对我们有什么意义?

A

主要是根据该图看出发动机发出最大扭矩时的转速及转速的持续时间,并据此判断发动机的动力性。

比如,甲发动机在1800转/分钟时就可以发出最大的扭矩,而乙发动机在2300转/分钟时才能发出最大的扭矩,那么甲就比乙更具有实用性,因为我们在起步时低速扭矩越大越好;

还有,增压发动机的扭矩曲线,在涡轮介入之前,发动机的扭矩是很小的,而涡轮介入之后,扭矩快速上升并持续很宽的转速范围,说明涡轮增压发动机 的低速动力性较差,而中高转速动力性就很好。

还有就是我们在换档时,把发动机保持在最大扭矩转速范围内,可以使发动机发挥出最大的动力,换档平顺,无顿挫。

Q

什么是发动机的万有特性曲线?

A

发动机万有特性曲线主要反映的是在不同的发动机转速和负荷情况下的油耗率。

Q

万有特性曲线有什么意义?

A

在此图上你会看到一个油耗最低的区域,在这个区域发动机的热效率也最高,所以油耗低。发动机负荷率指在特定工况点的扭矩和同转速下最大扭矩的百分比,你也可以理解为特定转速下油门开度的百分比。在万有特性曲线上,越高的点负荷率越高,到最高点(外特性)时就是100%负荷了。 一般情况下负荷率越小,发动机热效率也越小,油耗就高。

在该图上我们可以找到发动机的最经济工作区域。

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