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【说客】怎样全面分析汽车动力性能?(2)
[导读]前一篇重点分析了速比(变速器)和车轮参数对动力的影响。这一篇将结合发动机参数、整备质量和风阻系数等参数进一步分析汽车的动力性能。

(本文代表我个人观点,仅供读者参考。温馨请求:驾车时勿将垃圾抛出窗外)

二、整车动力链

    汽车的整车动力链是根据所有影响动力和耗油量的因素进行分析。首先看一下三款车型的相关参数:

1、发动机、速比/车轮的关系

    发动机是整车动力链的源头,不断提高发动机输出动力一直是各大汽车企业追求的目标。我们从动力的角度观察,能够更彻底的认识整车动力链。

(1)最大驱动力

    最大驱动力是在最高总减速比(一挡)+最高扭矩(在最高扭矩转速)条件下把油门踩到底时出现的,根据汽车驱动力计算公式(可以在我前面的说客里找到)就可以计算出汽车的最大驱动力了。用到最大驱动力的情况很少,例如满载时上陡坡,把油门踩到底,转速达到最大扭矩转速(各车的具体转速不同,参数表中有)就可以达到最大扭矩。

    计算得到的数据是车型C的驱动力最大、车型A第二、车型B第三;低速阶段(发动机1000转时)排列次序也一样,车型C的低速动力储备较大;转速到2000转时车型B最大,说明车型B此时有很好的动力储备;转速到3000转时车型A最大,有利于高速超车。最大驱动力受到车轮半径配置和总减速比设计的影响,从结果中可以看出三款车的动力输出都有自己的特色。

(2)车轮设计对最大驱动力的影响

    有的改车族会通过改装车轮来调整动力和耗油量,我们来看看把车轮改大(都使用车型B的规格)和改小(都使用车型A的规格)会对驱动力有什么影响?

    当把车型A和车型C的车轮参数(半径)改成车型B(三款中最大)的规格后,最大驱动力和各转速时的驱动力明显降低。我们在购买汽车时在追求大车轮的气派和舒适时,会损失部分驱动力,部分车友把车轮改大后汽车动力也出现下降。把车型B和车型C的车轮改成车型A(三款中最小)的小轮径后情况是:

    车型B和车型C的驱动力明显增加,对于汽车加速和载重帮助很大。不过小车轮的通过性不如大车轮,过减速带就会引起方向盘抖动幅度增加,道路条件较差时减震也变差,有兴趣的朋友可以试试。

2、汽车行驶阻力和车速特点

    汽车行驶阻力与车身参数和行驶速度密切有关。先看看这张表:

(1) 整备质量

    整备质量对行驶阻力的影响相对低一些,如果其它方面的潜力已经挖掘到极限,或者希望最大限度降低阻力,车身轻量化仍然是有效方式。车型A整备质量最小,对减少行驶阻力有正面帮助,车型B和车型C重量还有下降空间。现有的行驶阻力计算方法是否可以完全反应汽车的实际行驶情况也是一个值得关注的问题,也许可以通过修正来增加符合度,不过这个问题还是留给基础理论研究者吧。

(2)迎风面积和风阻系数

    在高速行驶时,迎风面积和风阻系数是影响行驶阻力最大的因素。两项参数在形成阻力时是乘积关系,两项都增加或其中一项增加都会成倍增加阻力。阻力增加导致的直接后果是对冲了汽车动力和增加耗油量,所以尽量选择迎风面积小或/和风阻系数小的车型会比较省油,动力也会好一些。

    迎风面积可以直接从参数表内查到,用车身高减去离地高度后再乘以车宽就可以得出一个初步数据;风阻系数通常不列入参数表,找起来麻烦一些。作为外形相近的车型风阻系数差别不大,找到一个也可以作为共同参数使用。

(3)行驶速度

    根据汽车行驶阻力计算方法,行驶速度在计算时需要采用平方,例如行驶速度=40公里/小时,计算时就用40的平方=1600。当速度达到100公里/小时,结果是100的平方=10000,数量级从3位跳到5位。由此可见,汽车行驶速度超过100公里/小时后,阻力会迅速上升。

3、寻找输出动力和耗油量的妥协点

    现在,越来越多的发动机新技术进入了汽车市场,比如缸内直喷技术、小排量涡轮增技术、双喷油嘴技术、双进气管技术、高压缩比技术…。这些技术的目的就是在不断提高输出动力的同时降低耗油量。我们继续分享这三款发动机的动力输出特点。

(1)降低耗油量策略

    三款车型的综合耗油量分别是6.0-6.3L/100公里,基本处于同一水平。结合前面对各种参数的比较可以看出它们在降低耗油量时采用的策略还是有区别的:

车型A:

    主要使用了车身轻量化(1120kg),较高输出转速(总减速比13.616),小轮径(185/60R15)和减小迎风面积(2.5078平方米)等技术;

车型B:

    主要采用了高压缩比(11)发动机提高发动机扭矩贡献值获得较低的耗油量。较大的车轮在1-3挡提速可能稍弱,四挡应该比较强。通过综合设计加高性能发动机应该值得肯定。

车型C:

    从发动机的压缩比看,技术应该是前两年的,获得这样低的耗油量不容易。设计人员应该在气门正时系统下足了功夫,同时最大程度地优化了动力传输系统,否则很难达到这样低的耗油量水平。

(2)扭矩贡献值

    我在以前的说客中多次提到“扭矩贡献值”的概念,因为在评价发动机性能时,扭矩贡献值是一个非常苛刻的指标。随着各种新技术应用到发动机以后,使用升功率和升扭矩来评价发动机(特别是涡轮增压发动机)已经跟不上需要。扭矩贡献值代表的是每毫升燃烧室容积产生的扭矩,而燃烧室容积和混合气需要量是正比关系,是一个和耗油量相联系的评价指标。

    列表的最后是扭矩贡献值,车型B最高,约等于1,代表了现在自然吸气发动机的较好技术(最好的马自达蓝天创驰技术可以把压缩比做到13,扭矩贡献值为1.2);车型A和车型C也达到中上水平。

    我曾经统计过国内在售的几十种车型发动机的扭矩贡献值,有兴趣的车友可以翻翻前面写的说客,比较以后可以对这个结果有一个基本判断。

    把整车动力系统统筹设计是非常重要的。其实一些中国品牌企业在某个部分的设计已经赶上国际先进水平,有的还要更好一点。只要中国品牌企业从整车动力系统的角度继续优化现有产品,相信很快会破解国际大车企在技术方面的垄断。认识高度成就了产品高度。

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