在发动机性能参数里。扭力和马力。都是表征发动机动力性能的重要参数。
它们到底谁是王者的争论。此起彼伏。有网友说马力是王道。有网友说扭力决定加速。马力决定极速。
这些说法都没错。但是具体到道路行驶。则不一定。因为汽车在实际使用中。毕竟是在有限的时间内。于道路上行驶的。
离开所行驶的道路条件。和行驶时间。讨论谁是王者。就好比100米短跑冠军和马拉松冠军。争论谁是王者一样。很难得出结论。因为在彼此的领域里。他们都是王者。但在对方的领域里。他们又都不是王者。
发动机也是一样。各种不同的发动机。在设计之初。就考虑了其所偏向的应用场景。
例如有些发动机。低转扭矩大。在较低的转速就能爆发最大扭矩。但随着转速的升高。转速超过最大扭矩转速后。扭矩下降快。最高功率不足。显得后劲不足。最高车速不够快。 此类发动机适合载重。或是城市市区驾驶。 因为载重需要较大扭矩。对最高车速要求不高。
城市市区驾驶。道路拥堵。红绿灯多。路况复杂。最高车速也提不上来。转速一般处于中低转区域。 低转扭矩大。有利于低速车流快速起步。中低转速下加速性能好。跟车。穿插。都游刃有余。
这类低转高扭发动机。最直观驾驶感受就是。起步有劲。低速力大。一脚油门下去。前段灵敏推背足。但很快就到瓶颈。高速发动机震动噪声都大。最高车速不足。
而有些发动机。低转扭矩小。要在较高的转速才能爆发最大扭矩。 但随着转速升高。转速超过最大扭矩转速后。扭矩下降较慢。最高功率更大。能达到更大功率。显得后劲十足。最高车速更快。
此类发动机适合长途高速行驶。在高转高速状态下。保持充沛动力。
直观驾驶感受就是。起步肉。低速肉(转速没上来)。但是转速提上来后。感觉后段动力源源不断。最高车速更高。
因此有些车。感觉起步有劲。低速加速性好(低转扭矩大)。但高速后劲不足。最高车速有限。
而有些车感觉起步肉。低速加速肉(低转扭矩小)。 但发动机一旦转速升起来。 动力源源不断。后劲足。能达到更高车速。
这就是低转高扭发动机。和低扭高转发动机的直观感受。
既然发动机在设计之初。就各有其所偏向的应用场景。其成品后的性能。也必然呈现出不同的特性。
为了描述发动机的性能特性。仅靠最大马力(功率)和最大扭矩。显然不足以全面了解这款发动机的特性。 就像分析一个人的跑步能力。仅靠蹬腿力量这一点是不够的。
发动机 扭矩-功率 曲线图。是全面了解发动机性能的图表。比单独标出最大扭矩和功率更全面。更贴合实际使用。
下面来看看如何解读发动机 扭矩-功率 曲线图。
图1
先看怎么绘制的。自然就知道如何解读了。
绘制过程:
最下方画横线。代表横坐标。表示转速(单位:rpm 。 转/分钟)。从左往右。转速依次升高。每大格代表1000转。在1000转。2000转。3000转。4000转。5000转。6000转。7000转处标出转速。方便查看。小格不标明转速。但很容易就算出来每小格代表多少转。一大格代表1000转。一大格有5小格。那每小格代表转速:1000/5 =200转 。同样的方法。可以划分更小的格。代表更精确的转速。但这里只精确到200转/格。
左边画竖线为纵坐标。代表扭矩。从下往上。起点为80 N*m 。 每格代表10N*m。 从下往上。依次标出扭矩数值:80 N*m 。90N*m。。。。。。。170 N*m。
有了转速横坐标。扭矩纵坐标。就能绘制扭矩曲线图了。
发动机1000转时(节气门全开状态)。仪器测得扭矩为 122N*m。
在横坐标1000转处。画一条虚线垂直于横坐标;在纵坐标122N*m处画一条虚线垂直于纵坐标。 两条虚线相交于A点。
图2
发动机1220转时。仪器测得扭矩为 128N*m。
在横坐标1220转处。画一条虚线垂直于横坐标;在纵坐标128N*m处画一条虚线垂直于纵坐标。 两条虚线相交于B点。
图3
依样画葫芦哦。将发动机其它取样转速下的扭矩。绘制成点。依次连接这些点。就得到了扭矩曲线。取样转速越多。曲线越精确。
有了这条扭矩曲线。就能知道任意一个转速下。发动机的扭矩。虽然并非100%的精确。但对于普通人了解发动机特性来说。已经足够。(注意:扭矩曲线上所有的扭矩值。都是在节气门全开状态下测得。本文所说的扭矩。也是指节气门全开状态下(全油门)。)
比如。想知道发动机在4800转下的扭矩。方法如下:
过横坐标4800点。作一条虚线垂直于横坐标(转速坐标)。虚线与扭矩曲线的交点为C。 过C点作一条虚线垂直于纵坐标(扭矩坐标)。该虚线与纵坐标(扭矩坐标)的交点处的读数。就是4800转速下的扭矩值(记住是全油门状态下)。从纵坐标上看。该数值约为148 N*m.
图4
就是说4800转时(全油门状态)。 发动机扭矩为148N*m。
依这样的方法。可以估算处任意转速下的扭矩。
以上就是扭矩曲线的画法。以及利用该曲线去估算某转速下的扭矩。
下面来画功率(马力)曲线。
横坐标不变。 在横坐标尽头。画一条垂线。作为功率纵坐标。
起点为0 。 每格代表10Kw。 从下往上。依次标出扭矩数值:0Kw 。10Kw 。20Kw 。…….。90Kw
按照绘制扭矩曲线的方法。依样画葫芦。绘制出功率曲线。
也按照估算某转速下扭矩值的方法。 一样画葫芦。可以估算出某转速下的功率值。
实际上这两条曲线。只要画出其中一条。另一条曲线对应转速下的纵坐标。就能根据公式T=9550P/n算出来。就能画出另一条曲线了 。
扭矩和功率和转速。满足以下公式:T=9550P/n (T为扭矩。单位:牛*米 ;P为功率。单位: 千瓦; n为转速。单位:转/分钟.)
有兴趣的网友可以验证下。图中的扭矩。功率。转速。是否满足T=9550P/n(画图有误差。但不会太大)。
以上说了那么多。最终还是i为了试图给 “扭矩和功率(马力)。谁才是王者?”统一个结论。
比较谁是王者。那就把两台发动机拉出来遛遛。
1号发动机参数: 最大扭矩142 N*m (2500rpm) 。最大功率 72Kw (5500rpm)
2号发动机参数: 最大扭矩142 N*m (4000rpm) 。最大功率 78Kw (5750rpm)
单看上面的数据。最大扭矩一样。2号发动机功率比1号大。2号就是王者?
实际情况是这样吗?下面来分析看看。
把两台发动机的 扭矩 –功率 曲线图。画在一个坐标系里。 方便对比。
图5
由图可见。两台发动机的扭矩曲线。相交于C点。该点对应转速3250。
图上显示。怠速到3250之间的转速。1号发动机扭矩曲线都在2号发动机之上。 表示这个转速区间内。1号发动机扭矩比2号发动机扭矩大。
上一篇文章。我们介绍了扭矩是如何转换成最终推动汽车前进的动力。知道在变速箱。轮胎大小一样的情况下。发动机扭矩大加速快。
这里为了方便比较。两台发动机对应的变速箱。轮胎。车重。都假设为一样的。
因此。当转速不超过3250时。1号发动机因为扭矩大。加速比2号大。
可以说。在3250转之前。1号发动机是王者。
有细心的网友会问了。 那发动机功率呢? 2号发动机功率大啊。
2号发动机的最大功率确实比1号大。 但是看图。为何3250之前。1号发动机的功率曲线在2号发动机之上。意味着1号发动机在这个转速区间(怠速至3250)内。功率比2号发动机大。为何?
因为T=9550P/n =》 P=T*n /9550
由上式可知。只要转速相同。T值大(扭矩)。 P值就大(功率)
所以。在某个转速。只要1号发动机扭矩比2号的大。功率就肯定也比2号大。
T=9550P/n。也表示在某转速下。功率和扭矩成正比。 如果要对比两台发动机的性能。我们只需要分析比较两台发动机的扭矩曲线图。或者功率曲线图。两者之一就可以了。
城市市区驾驶。道路拥堵。红绿灯多。路况复杂。转速不超过3250 的情况居多。
装配1号发动机的车辆将领先2号发动机车辆。
两台最大扭矩一样。最大功率不同的发动机。在这种路况下。王者居然属于功率较小的发动机?
这得益于1号发动机最大扭矩转速较低(2500)。直接导致3250转之前。1号发动机扭矩 – 功率曲线在2号发动机之上。
当转速继续提上。超过3250。会发生什么情况?
看曲线图。1号发动机的扭矩开始低于2号发动机。
意味着2号发动机的加速度。开始超过1号发动机。
这样装配2号发动机的车辆。开始拉近与1号发动机车辆的距离。
转速3250之后。2号发动机的扭矩曲线图和功率曲线图都在1号之上。
2号发动机从3250转之后。慢慢接近1号发动机。 然后在某个时间超过。
因为vt =v0 + a*t (末速度=初速度+加速度与时间的乘积) 。所以只要时间t足够。 a(加速度)大的发动机。速度一定会超过a小的发动机。
最大功率大的发动机。极速也大。这句话对不对?
因为2号最大功率大。在功率曲线图上。就必然会在某个转速之后。2号功率曲线完全在1号之上。根据T=9550P/n可知。这个转速之后。2号发动机扭矩也肯定完全在1号之上。 就是在某个转速之后。2号发动机的加速度总比1号大。
vt =v0 + a*t (末速度=初速度+加速度与时间的乘积) 。所以只要时间t足够。 a(加速度)大的发动机。速度一定会超过a小的发动机。
最大功率大的发动机。极速也大。这句话是对的!
可以说。3250转之后。 2号发动机是王者。因为这个转速之后。从曲线图上看。不管是扭矩。还是功率。2号发动机都在1号之上。(因为T=9550P/n。2号扭矩图像在1号上方。功率曲线也肯定对应的在上方)
高速路上。转速可以拉起来。因此。2号发动机适合跑高速。
高速路上。2号是王者。
如果1号和2号比赛。场景是这样的。 从起步开始到某个时间t 1 。 1号领先2号。
这段时间如果比喻成人类的短跑比赛。1号是冠军。类似于汽车的市内复杂路况驾驶。
从时间t1到某个时间t2。 2号开始拉近与1号的距离。 并与某个时间t3 追上。并驾齐驱。时间t3之后。 2号超越1号。
这段时间。如果比喻成人类的长跑比赛。 2号是冠军。类似于汽车的高速长途驾驶。
很多网友可能会问了。发动机扭矩曲线图。厂家可不会给我。
确实。除了少数发动机。厂家肯公布性能曲线图之外。绝大部分都是仅公布最大扭矩。与最大功率。
不过我们能从最大扭矩。最大功率。这两个重要参数。粗略描绘出性能曲线。
举个例子。1号发动机厂家参数:最大扭矩110/3500 。最大功率 63/6000
表示3500转达到最大扭矩110N*m 。6000转达到最大功率 63Kw
最大扭矩参数。 横坐标3500。 纵坐标110。 画出一个点 A .
图6
最大功率63Kw / 6000转 。
用公式T=9550P/n计算此时扭矩T=9550*63/6000≈100 N*m
由此得到第二个点。横坐标6000 。纵坐标100。 画出一个点B
图7
自然吸气发动机。怠速1000转时。扭矩通常为最大扭矩的77%左右(涡轮增压为70%左右)。
由此得到第三个点 。横坐标 1000 。纵坐标110*77%=85。
画出一个点C
图8
在A点 。C点之间。 A点 。B点之间。 分别画出平滑曲线(自然吸气。曲线较自然平滑)。
图9
这样就得到自然吸气发动机大致的扭矩曲线图。
对于涡轮发动机。厂家公布参数一般是这样的:
图10
涡轮机有个扭矩平台。如上图1750 – 3500这个转速范围。都能输出最大扭矩。
画出曲线如下。
图11
(文中如有错误。欢迎指正!)
汽车超过最大扭矩转速会怎样(汽车超过最大扭矩转速会怎样呢)
更新时间:2022-12-09 14:14
出处:网络
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