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技術貼-淺談發動機萬有特性

有不少朋友提及“發動機外特性是100%油門開度下轉速、扭矩、功率三者之間的關系特性,日常駕駛很少用到地板油,不能準確衡量動力輸出”,確實是這樣。

嚴格意義上,輪邊動力才是車輛動力的最終決定因素,從發動機到車輪,中間經過整個傳動系統。相應的,傳統系統的效率和傳動比會決定發動機能量的傳輸效果。在此,先不談總的傳動比、傳動效率,先說說發動機的動力輸出邏輯——也就是發動機標定。

相同轉速不同負荷下(不同油門)對應功率扭矩大小——發動機萬有特性(還包括燃油消耗),日常駕駛可以直觀感受到。發動機外特性是衡量發動機可以達到的最大性能,是整個動力性能的基礎反映,至于這個性能使用多少,就是標定來決定,這也是相同發動機有高低功率版的根本原因。

整車廠的發動機標定,主要通過調整點火提前角、噴油正時(包括噴油時機、噴油量)來達成動力、排放、經濟性,乃至于NVH性能的統一、妥協。同時決定相同轉速不同負荷下的功率、扭矩、燃油消耗形成發動機萬有特性圖。這個圖上可以找到我們日常駕駛時各工況下對應的動力輸出、油耗。



發動機萬有特性曲線圖,也叫MAP圖;其中,平均有效壓力是指單位氣缸容積內所做的有效功,用來衡量發動機做功能力。

縱坐標有兩部分組成,左側縱坐標表示扭矩,右側縱坐標表示缸壓;橫坐標表示轉速。實線表示燃油消耗率,單位是g/kw;虛線表示功率。每一條實線和虛線上數值大小相同,所以也被稱為等油耗率曲線、等功率曲線。

利用這張圖,就可以找到同一轉速下不同負荷的動力輸出,正如上篇帖子里面有朋友@日免非車評論指出的部分負荷特性,也可以找到。每個轉速下都有一個最大功率輸出點,同時對應一個最大扭矩,此時的功率和扭矩就是“地板油”時的動力——外特性輸出。

同時,也能看到部分負荷特征時,輸出的功率扭矩基本成線性分布,可以這么理解——外特性的輸出特征決定了部分負荷的輸出特征。所以外特性可以比較準確的衡量發動機動力性。



萬有特性曲線可以確定發動機最經濟的工作區域,針對該款發動機,經濟性最好的區域是圖示黃圈位置。油耗最低,轉速集中在2800-3200轉,對應功率分布在25-32kw,扭矩在81-102N.m區間內。

每款發動機萬有特性不一樣,經濟性區間也不一樣,不能一概而論什么轉速區間油耗低。



比如這款汽油機經濟性最好的區間是1800-4100區間,對應功率涵蓋17-46kw,扭矩86-120區間。就經濟性來說,希望這個等油耗率曲線覆蓋更大的轉速區間,同時功率扭矩輸出區間也盡可能大,這樣可以覆蓋更多的工況。

只是涉及到保密,公開渠道很難獲得萬有特性圖。

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