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『天虎评车』 相同排量的发动机,马力怎么就不一样了[复制链接]

楼主:面对未来LV.4 时间:2019-9-17 09:18点击:54 回复:0
现在市面上的发动机排量多种多样,有1.0L、1.2L、1.3L、1.5L、1.6L、1.8L、2.0L、2.5L、3.0L等等,每个排量的发动机都会对应不一样的马力,一般排量越大发动机的马力上限也就会越大。然而有些车友就有疑问了,那么同一排量的发动机理论上马力应该一样才对啊,那为什么同样是2.0L的发动机表现出的马力却不一样呢,甚至存在很大差异,这是为什么呢?

排量是决定发动机性能的最主要因素,但不是唯一的因素。马力是发动机功率的早期表示方式,1马力≈0.74kW,它可以一定程度反映发动机性能的好坏。也可以理解为一台2.0L的发动机马力理论上比1.8L发动机的马力大,然而市面上有许多1.8L发动机马力要比2.0L发动机马力大。显而易见,排量只是发动机性能的一个影响因素,它决定了发动机马力的上限,实际上许多发动机并没有发挥出它的最大马力,这就导致出现许多小排量发动机马力比大排量发动机大的现象。那么具体哪些因素会影响发动机马力呢?

标定策略

我们都知道,发动机是由ECU逻辑控制的,通过调整发动机的进气跟喷油去实现发动机的动力输出,标定对于技术跟经验过于依赖,目前比较出名的标定公司为博世,它是很多汽车厂商的合作标定公司。然而也有诸如奔驰、宝马、奥迪这种具备独立标定能力的汽车厂商。标定水平的高低直接影响着发动机的动力输出。

在标定过程中,汽车厂商需要权衡很多因素,不能一味提升发动机的马力,这样会造成油耗的增加,零部件工作环境更加恶劣,发动机更大的燃烧噪声,发动机更高的排气温度等等。所以汽车厂商在进行标定时会选择适当的取舍,可能会牺牲动力性换取经济性,或者牺牲经济性换取动力性。比如德系同款发动机存在高低性能版本,这完全是标定策略导致的发动机马力的不一致,高功率版本动力性更好,油耗更高。

所以同排量的发动机在不同的标定策略下表现出的性能会出现很大的差异。

转速

功率公式p=T.n/9550,其中T为扭矩,n为发动机转速。再根据发动机的负荷特性可以确定同排量的发动机转速越高(此时发动机扭矩也会影响马力大小,影响趋势小于转速)马力就会越大。所以为了提升发动机的马力,许多汽车厂商都会选择将发动机最大转速调高,有些发动机最大转速为6000rpm,有些为6200rpm,有的甚至为6500rpm。其中F1赛车的发动机转速能够达到8000rpm以上,显著提升了发动机的马力。

热效率

可以直接决定发动机的马力上限,目前市面上大部分发动机的热效率(发动机实际做功与所消耗燃料热量的比值)都低于40%,提升热效率可以有效提升发动机马力。同排量的发动机热效率越高那么马力上限越大。然而提升发动机热效率是个综合性问题,需要坚实的技术能力为基础,现在各大汽车厂商都在花费大量精力去提升发动机的热效率,这也是在不增加油耗的基础上比较显著提升动力性的一个非常好的措施。

发动机在燃烧时会有活塞环与缸孔摩擦损失、轴承与配气机构摩擦损失、附件轮系的功率损失、旋转件流体摩擦损失、泵气损失等,这就是导致发动机热效率较低的原因。降低机械损失、泵气损失、冷却损失等就会显著提升发动机的热效率,从而可以保证更多的热量用于活塞做功,这样就可以使发动机的动力输出更加充沛。

燃烧室

燃烧室燃料燃烧的空间,它是由活塞跟缸盖共同组成的密闭空间,一般燃烧室形状有半球形、楔形、盆形三种形式。燃烧室的性能好坏决定着混合气的燃烧效率,混合气燃烧是否充分,是否有更多的能量转化。良好的燃烧室性能可以使混合气压缩更加充分,压缩终了能量更高,混合气燃烧后爆发的能量也会更高,推动活塞做功能力更强,最终可以使发动机马力更大。

压缩比

随着技术的不断进步,发动机的压缩比设计的越来越大,也就意味着压缩比越大,代表混合气在压缩终了时具有的能量越大,待混合气燃烧后释放的能量也会越多,相对来说发动机的瞬时功率(马力)也会越大。但是压缩比也不能无限增大,压缩比越大发动机的工作压力越大,排气温度越高,工况越恶劣,零部件越易损坏。所以压缩比经过多因素论证汽车厂商会选择一个合适的范围。

火花塞

火花塞为发动机的核心零部件,甚至被称为发动机的心脏,工作环境极其恶劣,一旦点火性能下降,就会严重影响发动机性能。

自然吸气发动机使用镍合金电极材料火花塞;增压发动机使用单贵金属电极材料火花塞,要求电极有较好的耐温性和耐磨损性;GDI发动机需要更高的耐温性和耐磨损性,所以需要用双贵金属电极材料火花塞。

低转速,小功率,低圧缩比的发动机其本身燃烧室的温度较低,为了防止火花塞工作时过冷而积碳,应选用受热面积大不容易散热的热型火花塞,而对高转速,大功率,高压缩比的发动机,其本身燃烧室的温度较高应选用受热面积小散热能力强的冷型火花塞,以防火花塞温度过高造成炽热点火而影响发动机点火时机。

所以火花塞的性能直接影响着发动机的点火性能,一定程度决定着发动机的马力大小。

冷却系统

发动机燃烧过程中产生大量的热量,对于自身及周边附件均会产生较大的热辐射。良好的冷却系统可以显著降低发动机燃烧温度,此时发动机发生爆震的概率就会降低,发动机做功环境更稳定,马力输出更稳定。

综上所述,发动机是一个复杂的结合体,马力是由许多因素共同决定的,排量只是决定了发动机的马力上限,实际表现出的马力却是由标定策略、燃烧室、热效率、火花塞、压缩比等相互作用决定的,所以即使同排量的发动机马力会存在很大差异。一台发动机的马力输出太保守或者太激进都会引起消费者的抱怨,只有在发动机更加稳定、平顺的环境下输出的动力才是消费者更愿意接受的。

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