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[導(dǎo)讀] (文章來源:智能汽車網(wǎng)) 我們在看一些比較專業(yè)的汽車文章時,有時候里面會有“發(fā)動機(jī)特性”這個概念,還有的會配一張發(fā)動機(jī)特性曲線圖來說明,看得我們這些汽車小白一愣一愣的。那么究竟什么是發(fā)動

(文章來源:智能汽車網(wǎng))

我們在看一些比較專業(yè)的汽車文章時,有時候里面會有“發(fā)動機(jī)特性”這個概念,還有的會配一張發(fā)動機(jī)特性曲線圖來說明,看得我們這些汽車小白一愣一愣的。那么究竟什么是發(fā)動機(jī)特性呢?我們又該如何來理解這個發(fā)動機(jī)特性曲線呢?

在說明這個問題之前,我們首先來了解幾個基本概念。發(fā)動機(jī)有效功率:發(fā)動機(jī)在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率。發(fā)動機(jī)功率是發(fā)動機(jī)性能最重要的指標(biāo),汽車的最高車速就是由發(fā)動機(jī)功率決定的。通常用大寫的字母P來表示。有效轉(zhuǎn)矩:在發(fā)動機(jī)飛輪上對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩。一般發(fā)動機(jī)的扭矩越大,它的加速能力和爬坡能力越強(qiáng)。通常用大寫的字母M來表示。

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速:發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的高低,關(guān)系到單位時間內(nèi)作功次數(shù)的多少。通常用小寫的字母n來表示。有效燃油消耗率:發(fā)動機(jī)每輸出 1kW 的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率。顯然,有效燃油消耗率越低,發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越好。通常用小寫的字母g來表示。以上這幾個參數(shù),是發(fā)動機(jī)重要的性能指標(biāo),可以用來表示發(fā)動機(jī)的工作狀況,簡稱工況。它們之間有如下的關(guān)系:P=M*n/9550。

由于汽車發(fā)動機(jī)的工況變化范圍很大,所以這幾個參數(shù)也可以在很大的范圍內(nèi)變化,而研究它們之間的變化規(guī)律,可以找出提高發(fā)動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。這就是所說的發(fā)動機(jī)特性。

所謂的發(fā)動機(jī)特性,是指發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)隨發(fā)動機(jī)調(diào)整情況和運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的規(guī)律。表示其變化規(guī)律的曲線稱為發(fā)動機(jī)特性曲線。一般發(fā)動機(jī)有速度特性、負(fù)荷特性、調(diào)整特性、萬有特性這幾個特性。由于柴油機(jī)和汽油機(jī)有很大的區(qū)別,所以它的特性曲線也有所不同。下面我們以最常見的汽油機(jī)分別來說說這幾個特性。

速度特性是指在發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)調(diào)整到最佳的條件下,在節(jié)氣門開度不變時,發(fā)動機(jī)的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系。表述上述關(guān)系的曲線稱為速度特性曲線。當(dāng)節(jié)氣門全開時的速度特性稱為發(fā)動機(jī)的外特性,它表示發(fā)動機(jī)的最高性能;節(jié)氣門部分開啟時的速度特性稱為發(fā)動機(jī)部分特性。部分特性曲線位于外特性曲線之下,有無限多條。由于汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)常在部分負(fù)荷下工作,所以研究部分特性曲線更有實際意義,一般發(fā)動機(jī)要做出標(biāo)定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

那么我們?nèi)绾蝸斫庾x這個速度特性曲線呢?有效扭矩曲線的變化趨勢:隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,有效扭矩逐漸增大,當(dāng)出現(xiàn)最大扭矩后逐漸下降,且下降程度越來越大,整個曲線呈中間高、兩邊低的中凸形狀。

汽油機(jī)的扭矩曲線主要取決于進(jìn)入氣缸的混合氣的數(shù)量。而轉(zhuǎn)速變化會直接影響發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)。轉(zhuǎn)速低了進(jìn)氣慣性不足,轉(zhuǎn)速高了進(jìn)氣阻力增加,所以轉(zhuǎn)速過高或過低都會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)扭矩下降。對于傳統(tǒng)的固定配氣相位的配氣機(jī)構(gòu)來說,只能保證發(fā)動機(jī)在某一個轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)有最佳的充氣系數(shù),這就是我們常說的發(fā)動機(jī)最佳工作區(qū)間。

而使用了可變配氣正時機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)可以在更大的范圍內(nèi)調(diào)整最佳充氣系數(shù),所以這樣的發(fā)動機(jī)有更高的性能。另外,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高,機(jī)械效率越低,功率損失增加,有效扭矩也會隨之下降。這就是有效扭矩曲線呈中間高、兩邊低的原因。

一般來說,有效扭矩曲線中間突起部分越高越平緩,表示發(fā)動機(jī)的扭矩特性越好,最大扭矩持續(xù)的轉(zhuǎn)速范圍越寬,說明發(fā)動機(jī)的持續(xù)加速能力越好,這種發(fā)動機(jī)的操縱性越好,汽車越好駕馭。如果在低速時便擁有較大的扭矩,表明汽車的起步性能比較好;如果在中高速時才擁有較大扭矩,那它可能是一臺高速性能的發(fā)動機(jī),在高速行駛時特性較佳。

在這里要特別說一下增壓發(fā)動機(jī)和自然吸氣發(fā)動機(jī)的扭矩曲線的區(qū)別?,F(xiàn)在越來越多的車型搭載渦輪增壓發(fā)動機(jī),大家在駕駛這樣的車型時,都會有一個感覺:在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時,汽車動力較差;在轉(zhuǎn)速上升到某一個數(shù)值時,汽車的動力突然增加,并且這個動力會平穩(wěn)的維持一段時間;如果轉(zhuǎn)速超過了某一個數(shù)值,汽車的動力又會突然的下降。

這其實就是由于渦輪的介入與退出導(dǎo)致的,在渦輪的介入與退出的瞬間,發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)會有非常明顯的變化,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的扭矩劇烈變化,所以它的扭矩曲線呈現(xiàn)階梯狀。而自然吸氣發(fā)動機(jī)就不會有這樣的狀況,它的扭矩變化是非常平順的,扭矩曲線也是一條相對平直的曲線。

有效功率曲線的變化趨勢:由于發(fā)動機(jī)有效功率與有效扭矩以及轉(zhuǎn)速成正比,即P=M*n/9550。所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時,由于有效扭矩和轉(zhuǎn)速同時增加,所以有效功率增加的很快;直到有效扭矩達(dá)到最大值時,由于M的下降使有效功率P上升緩慢;隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增加,有效功率達(dá)到最大值,隨后由于有效扭矩M的下降影響超過了轉(zhuǎn)速n上升的影響,所以有效功率也隨之下降。所以發(fā)動機(jī)的有效功率曲線是一條較為陡峭的上升曲線,只是在末端略有下降。

有效燃油消耗率曲線的變化趨勢:由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加使每小時燃油消耗量增加,但是發(fā)動機(jī)在中等負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的條件下,機(jī)械效率是最高的,此時供給的可燃混合氣也是經(jīng)濟(jì)型的,燃燒效率最高,因此發(fā)動機(jī)在中等負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的條件下有些燃油消耗率最低,有效燃油消耗率的曲線就呈一種兩邊高、中間低的下凹形狀。這也就是很多人說的汽車以中等速度行駛最省油的原因。
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