前 机械工程版马力与扭矩

  十一假期的8天长假可算是来了!我终于可以从工作之中解脱出来,写一写我自己的文章了!可怜我十一不去单位上班,家里装修也得在家值班(手动囧)

  前几天微博好友@Skyline_WMC 在私信里问我对于车评大佬38号对于马力与扭矩的节目怎么看,那我今天就以原来机械工程师的角度,来看待这个问题。

  另外8哥在视频里基本已经对各种概念解释的比较清楚了,所以我就尽量不做更多重复的解释了。然后我先提出我自己的3个观点,然后给你一个一个解释:

  1、扭矩就像拧瓶盖

  2、发动机出力曲线图是给工程师看的。

  3、出力曲线图对普通司机根本没用。

  4、只要工程师愿意,扭矩想要多少有多少,但马力就不行了。

  如果让我来解释马力和扭矩,我是肯定不会和38一样用挖土的例子的,我比较喜欢用拧瓶盖来解释。

  不知道你在生活中,有没有帮妹子拧瓶盖的经历,但拧瓶盖这就是你在生活中遇到扭矩的最平常的例子了。

  你劲大能拧的动瓶盖,就是扭矩大。

  那换到汽车这来,发动机扭矩就是活塞和活塞连杆有多大劲拧动发动机曲轴喽!

  我在看好多人都对发动机的这个出力曲线图很是感兴趣,所有的讨论也都由此而生。但事实上这个曲线图根本不是给你看的,而是给我们工程师看的。

  这是我从网上找到的一张发动机的出力曲线图,当一名工程师看到这张图的时候,需要做三件事:

  1、询问清楚,现在是没有变速箱,需要我设计各个档位速比,然后设计一个变速箱?还是现在已经有变速箱了,我设计一下换挡逻辑?

  先解释前者,如果现在没有现成的变速箱,那我需要根据发动机的最高转速、车辆要达到的最大车速,需要档位数等等几个重要的数据,来设计好这台变速箱每个档位合适的速比(齿比),再来设计这台变速箱的结构。

  如果现在已经有现成的变速箱了,那我就需要设计一下这台变速箱的换挡逻辑,什么时候换挡,换几档等等。

  2、验算最大扭矩,看看传动系统是否能承受这样的扭矩。

  这就好比你拧瓶盖,你得先看看拧瓶盖的手够不够强壮。你是一壮年男子,那是一把就轻松拧开了。但你要是骨质疏松的老头,一使劲使劲把手指头拧折了咋办?

  所以用力的基础,是够不够结实。

  3、验算最大功率,看看传动系统是否能承受这样大的功率。

还是用拧瓶盖解释,你有劲拧开一个瓶盖,你拧10万个试试?

  人不能做超出自己能力的事,机器也一样。

  在我看来,这个出力曲线图手动挡可能还有点用(你不是赛车手也没用),对自动挡车的司机来讲根本屁用没有,因为你根本控制不了!

  换挡逻辑和发动机控制都是工程师设计的。

泄压阀的原名叫旁通阀 泄压阀的原名叫旁通阀

  为了涡轮发动机的控制,现代涡轮发动机都是有进气旁通阀和排气旁通阀的,所以发动机的排气可能并不是在完全给涡轮加速,有可能被排气旁通阀泄掉了,涡轮打的压力也不一定是在完全供给发动机进气,有可能被进气旁通阀泄掉了。

  因此假如你EA888发动机,在2000转扭矩的时候,并不一定是在发出最大的300N▪M扭矩,而是当时需要多少扭矩,行车电脑通过进、排气旁通阀控制发动机发出多少扭矩。

  而且同样是2000转,根据进气的多少满负荷的2000转和轻负荷的2000转,消耗的油量也完全不一样。

  再举个例子,假如你现在跑60公里每小时,轻踩油门想缓缓加速。这时候行车电脑可以选择给你降一档,发动机发挥70%扭矩,也可以选择维持现在档位,发动机发挥100%扭矩。

  这根本不是你司机控制的,这是标定工程师设计的。

  换句话说,现在的油门控制逻辑,都是“后端扭矩请求”逻辑,大致意思你可以理解为,实际踩油门多深,是想让车轮使多大劲跑,然后行车电脑经过计算,给你一个合适的档位和合适的转速。而不是你踩多深油门,控制发动机转速多大,发动机给车轮多大劲让他跑。

  就以大众自家两兄弟高尔夫和尚酷来说,高尔夫用的是220匹马力,350Nm扭矩的EA888,而尚酷使用的是256马力,330Nm扭矩的EA113​。

  假如你同样轻踩油门30%发出加速指令,那高尔夫会选择维持现在档位,保持发动机从1500转转速开始加速,发动机发出350Nm的最大扭矩。但尚酷可能就会选择降一档,让发动机从2400转开始加速,发动机发出66%的扭矩,也就是218Nm来满足你的要求。

  你说谁效果好?谁省油?

  真的都不一定。尚酷的 2400转 66%负荷,和高尔夫的1500转100%负荷,发出的功率一样,谁省油只能看两台发动机此时的热效率了。

  假如在一台大马力柴油发动机的车上,发出踩同样的油门深度,那这柴油机可能1000转就就把这需求给解决了,还不用上扬到1500转呢。​

  那要是一台转子发动机,或者1.6T的F1发动机,不给你上扬到4000转不罢休。

  所以在实际的汽车使用上,大家都是轻踩油门,根据发动机不一样,标定工程师会给你标定成不同的发动机转速需求,根本不是你踩油门在控制发动机转速。

  对于工程师来说,扭矩想要多少有多少,因为扭矩不过是一个减速比的事。

  比如这样的工业电机,你猜这个顶多10马力(7.5KW),能有多大扭矩?我告诉你过450Nm你信么?而且只要我想,还能往上加。那你把这电机装车上试试?看看加速快不快?

  在我原来造火车的单位,就这么个10马力的电机,配上一个大减速箱,产生的巨大扭矩足够吊起15吨的重物了。

  ​ 在汽车上也一样,只要我发动机曲轴上加装个减速齿轮组,把输出转速降下来,我完全可以宣称我的发动机1000转就有1000Nm扭矩,但是马力上不去有用吗?

  所以永远请记住,功率和马力才是输出有力的根本,扭矩只是工程师调制的一种输出手段。

  The end.​​​​​


本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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