一個人最重要的器官是什么呢?那莫過于是為整個身體提供動力的心臟。同樣的,對一款車來說,決定這款車能否行駛最重要的元素,是它的發(fā)動機。因此,今天大咖就和車友們說一下關(guān)于發(fā)動機的小知識,看看會有哪些參數(shù)決定一款發(fā)動機的性能。
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車輛的進氣形式是指它的燃油發(fā)動機工作的時候,空氣進入發(fā)動機的形式,目前常見的進氣形式有:自然吸氣、渦輪增壓、機械增壓等。
自然吸氣,就是在不通過任何增壓器的情況下,大氣壓將空氣壓入燃燒室的一種形式。早期的家用轎車大都采用這種進氣方式。自然吸氣發(fā)動機因為少了一個壓縮環(huán)節(jié),在動力輸出上的平順性與響應(yīng)的直接性上,要優(yōu)于增壓發(fā)動機。
機械增壓是以不增加發(fā)動機排氣量為前提,使動力輪輸出提升的方法。它直接利用發(fā)動機轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動機械增壓器,再將曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高密度空氣送入汽缸內(nèi),以提高發(fā)動機的輸出功率。機械增壓一般油耗較高,且噪音大,主要盛行于賽車界、改裝車界和頂級跑車。
渦輪增壓近年來最為熱門,它的工作原理是利用發(fā)動機排出的廢氣氣流作為動力,來推動渦輪增壓器內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪再壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣,最后再送入氣缸。一般采用渦輪增壓的汽車,排量后都有字母“T”。
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在同樣排量的情況下,增加氣缸的數(shù)量可以提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,這就意味著在同樣的時間力發(fā)動機可以做更多的功,從而提高發(fā)動機的功率。為此,氣缸的數(shù)量逐步從最初的單缸發(fā)展到,4缸,6缸,8缸等等,氣缸的數(shù)目大多為偶數(shù),這是因為需要平衡各活塞受到的沖擊力。當(dāng)然,現(xiàn)在氣缸數(shù)也有奇數(shù)個的,像是3缸的發(fā)動機,但都得配備額外的平衡軸來抵消少缸帶來諧振。
一般來說,在同等缸徑下,缸數(shù)越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸數(shù)越多,缸徑越小,轉(zhuǎn)速可以提高,從而獲得較大的提升功率。數(shù)量都在6缸以上,最多的甚至達到了16缸,是跑車動力性能的保證。家用車大部分都是4缸,活塞來回兩次為一個周期,其中只有“做功沖程”是對外輸出動力的,這樣一來就需要4個氣缸同時配合工作,讓發(fā)動機在每一個時間點都會有一個氣缸處在“做功沖程”,達到動力平穩(wěn)輸出目的。
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每缸氣門數(shù)是指發(fā)動機每個汽缸所擁有的氣門數(shù)(包括進氣門和排氣門),有兩氣門,三氣門,四氣門和五氣門幾種。汽車發(fā)動機的活塞運動需要空氣,進氣門直接連接進氣歧管是發(fā)動機用來吸入混合氣的入口,排氣門是發(fā)動機排出燃燒廢氣的出口。
發(fā)動機缸蓋上的氣門數(shù)主要與發(fā)動機的排量和轉(zhuǎn)速有關(guān)系。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高的時候,發(fā)動機氣門開閉也很快,這樣容易造成發(fā)動機吸入空氣不夠動力下降,就類似于一個人跑得太急而造成缺氧。于是增加氣門升程,但是這樣容易造成氣門關(guān)閉不及時,于是增大進氣門和排氣門的大小。氣門太大,而且需要往復(fù)開閉,會增加氣門座的重量,導(dǎo)致慣性大,噪聲大,磨損大。于是就有了多進氣口和多排氣口出現(xiàn)。
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發(fā)動機的最大功率決定一款車的潛力,也就是在不限速的情況下,最快能夠跑多快。發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速,不同給油量下都會有不同的輸出功率,數(shù)據(jù)上是發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的乘積,且在某個轉(zhuǎn)速下,發(fā)動機的功率會達到最大值,這就是最大功率及其轉(zhuǎn)速,例如210馬力/5400rpm,是指這臺發(fā)動機在每分鐘5400轉(zhuǎn)時,達到其最大功率210馬力,而其他轉(zhuǎn)速下,其功率都會小于等于這個數(shù)值。
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最大扭矩就是發(fā)動機曲軸的扭轉(zhuǎn)力矩,相同傳動比的車,力矩越大越有勁。最大功率是扭矩和轉(zhuǎn)速在單位時間所做的功。自然吸氣發(fā)動機的最大扭矩,只是在一定轉(zhuǎn)速下達到最高,比如是四千轉(zhuǎn)達到最大扭矩,三千五百轉(zhuǎn)可能就是最大扭矩的80%,四千五百轉(zhuǎn)可能只有50%。我們都知道渦輪增壓發(fā)動機有勁,最大扭矩從1800到5000轉(zhuǎn)都在最大扭矩區(qū)間,在這轉(zhuǎn)速區(qū)間都是最有勁,低于1800轉(zhuǎn)或高于5000轉(zhuǎn),就顯得無力。
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壓縮比的定義就是發(fā)動機混合氣體被壓縮的程度,用壓縮前的氣缸總?cè)莘e與壓縮后的氣缸容積(即燃燒室容積)之比來表示。壓縮比越大,發(fā)動機燃燒做功越好,但也更容易發(fā)生爆燃,需要使用高標(biāo)號的汽油。由于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。
發(fā)動機的運轉(zhuǎn)正常的工作溫度都設(shè)計在80—110℃之間。壓縮比太高可能會導(dǎo)致汽油自燃、預(yù)燃,而引起爆震的發(fā)生,使發(fā)動機無力、損壞機械元件。所以,在提升壓縮比的同時又能使發(fā)動機保持正常的工作溫度是至關(guān)重要的。壓縮比越高就意味著發(fā)動機的動力越大。如今主流的自吸發(fā)動機壓縮比都接近10:1,而馬自達的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機將壓縮比做到了13:1,這已經(jīng)相當(dāng)厲害了。