发动机的各种核心参数如排量、功率、扭矩和升功率,经常让人感到困惑。
在购车时,大多数人只关注排量和马力,
其实,只关注这两项指标在普通消费者中通常也能满足基本需求。
发动机的排量是一个关键参数,通常以L作为单位,
它表示所有气缸容积的总和
。气缸容积越大,可以吸入更多的混合气体,从而产生更大的燃烧能量。
排量是影响发动机动力的根本因素
,要增加排量,通常要么是扩大每个气缸的容积,要么是增加气缸的数量。
随着环保法规的日益严格,排量较大的发动机正变得越来越少。
为了在保持排量不变的情况下提升动力输出,厂家采用了涡轮增压、可变气门正时、双喷射和双循环等技术
例如,现在的1.6T发动机在性能上已经相当于曾经的2.5L自然吸气发动机。宝马3系的2.0T发动机更提供了三种不同的动力版本,最低与最高版本的功率差异超过100Ps,
仅凭排量无法准确判断一款车的实际动力性能
功率是指发动机在单位时间内做功的多少,
它表示发动机的工作速度。
最大功率是发动机在极限条件下能达到的峰值功率,通常出现在汽车的最高时速。
四冲程发动机通过活塞的往复运动完成工作,
活塞在工作时将能量传递给曲轴,形成力矩
,通过变速箱和传动轴传递到车轮,这个力矩即为发动机的扭矩。
要理解功率与扭矩的关系,可以将扭矩视为气缸每次吸入的油气量。
随着节气门的开度和转速的提高,这个吸气量也会增加。
扭矩不会无限增大,当节气门完全开启且转速达到一定水平时,扭矩达到最大值后将开始减少。
在转速继续上升时,扭矩会减弱
,但由于转速的增加,吸气量仍然会上升,因此汽车速度会继续提升,只是加速能力会有所下降。这就是内燃机扭矩的一个特点,也是其不完美之处。
功率等于转速乘以扭矩,这意味着单位时间内的吸气量会随着转速的提高而增加。
当转速超过最大扭矩承受范围时,虽然扭矩下降,但转速的提升依然可以增加吸气量
,从而使汽车速度继续增加,但加速能力会减弱。
这就是为什么人们常说:功率决定最大时速,而扭矩决定加速度。
发动机的升功率则是指单位排量输出的有效功率,即
功率除以排量,这显示每升气缸能提供的功率
升功率是评价发动机先进性的一个重要指标。
虽然增加气缸数量来提高马力比较简单,但在固定排量的情况下,提高每个气缸的做功效率才是真正的技术挑战。
以大众为例,早期进入中国市场的1.8L发动机功率为66KW,升功率仅为37KW/L。而现在的1.4T TSI发动机升功率已提升至78.6KW/L。
排量、功率、扭矩和升功率之间存在紧密的关联。
排量和功率是基本参数,扭矩体现了车辆的动态表现,而升功率则是技术水平的体现。
以往只需增加气缸就能提升动力,但如今,由于政策补贴、排放标准和油价等因素,
在有限的排量内提升发动机的功率和扭矩已成为车企技术开发的重心。
尽管排量逐渐减小,但从升功率的提升可以看出,发动机的动力性能实际上在不断提升。