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时间:2018-12-09
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1、大好消息:找到一张大众1.4TSI发动机的工作效率图(见加图1)。此图与正文中的图3一个解释道理。图中100%处为发动机最优工作点,此时转速2800,负载80%。我们还可以从图中发现转速的提高减少对发动机效率的提升并没有太大帮助,而负载的提高却大大提升效率。图中A点3600转负载35%,B点2200转负载60%,效率只差达到20%!加图1更新:不少坛友反映此贴太难看懂,可能是我语文水平不高,没有表达清楚。我再尝试表达地清楚一些:我们平常说开车油耗都是按照每百公里多少油来衡量的。但事实上,同一辆车因
2、为每个人开车方式的不同其油耗也必然不同。因此要讨论汽车油耗,最好是撇开人为因素,从发动机本身的工作效率讲起。本文就是阐述发动机的转速和负载两个因素对油耗的影响,进而推出省油的驾驶方式。本文给予初学者的简单结论:发动机的工作效率由负载和转速决定,且负载的影响更大。在不拖档前提下,高档低转速大油门情况下因为负载最高,因此发动机工作最有效率。一.几个基本概念首先我们要了解一点,发动机在同一转速下是可以输出不同功率的,这就好比我们骑自行车,如果没有坐人,那骑车者就可以很轻松的维持匀速前进;相反如果后面坐了
3、人,那如果想要维持相同的速度前进,脚踩踏板的力可是要大多了。发动机也是同样的道理,这个脚踩踏板的力其实就是发动机扭矩。在每一个固定转速条件下,发动机都有一个最大扭矩,100%满负载的意思就是在固定转速下发动机已经输出了它最大的扭矩。其次就是本文的重点概念“每功率油耗(英文为BSFC)”,它等于发动机总油耗/发动机输出功率。我们可以把功率看成能量,那么平均每单位能量消耗的汽油越少,自然就说明发动机越有效率了。比如有两台发动机,同样让它输出100千瓦的功率,第一台耗油100克,第二台耗油80克,那么显
4、然是第二台发动机更有效率,只用较少的油就可以输出同样的功率。在接下去的讨论中,我们就用“每功率油耗”这个术语来表示这个意思,每功率油耗越低,发动机越有效率。二.发动机100%满负载条件下,转速对发动机每功率油耗的影响我们已经谈到发动机的每功率油耗跟发动机转速和负载两个因素有关。在这一节,我们先固定负载为100%,然后来讨论转速对发动机每功率油耗的影响。下图是一台捷豹V12发动机在100%负荷下的功率/扭矩/每功率油耗图。图中横轴表示发动机转速,红线表示功率,绿线表示扭矩。这两条曲线我们经常能在对一
5、款发动机评测时看到。而第三条紫色的曲线,则是不经常看到。它即表示本文的重点概念:发动机每功率油耗。我们从图中看到当发动机在1000转时候平均每功率油耗为280,然后逐渐降低到2500转时候的最低值270;之后再逐渐上升至6000转时候的350。因此,在100%负荷情况下,这台发动机最有效率的转速是2500转。我们的结论就是,起初每功率油耗随着发动机转速的提高而降低,而后随着转速的提高而增加。图1三. 发动机的负载值对每功率油耗的影响 接下来,我们再讨论非100%负载下的发动机工况。这更具有现实意义
6、,因为日常行驶的汽车其发动机是不可能达到100%负载的(没有人始终踩着地板油开车吧?) 下图是不同负载情况下的每功率油耗图。横轴是发动机转速,纵轴是每功率油耗(注意此图中的BSFC的计量单位与上图不同,但不影响解释),也就是跟上图中的紫色曲线一个意思。图中的3条曲线分别代表了发动机不同负载条件下的每功率油耗。很明显地,我们发现发动机负载越高,每功率油耗就越低。例如,在1000转速下,25%负载的每功率油耗有1.15,到了50%负载条件下就只有0.8了,而到了100%负载条件下就降为0.3了,这可是
7、若干倍的差距!我们的结论也就很明显了:在相同转速下,发动机负载越高,发动机每功率油耗越少;并且,提高发动机负载带来的省油效果要高于提高转速带来的省油效果图2 四.实际驾驶中每功率油耗记录讲完了影响每功率油耗的两个因素负载和转速,我们来看看在城市工况下一个普通驾驶员开车时的发动机每功率油耗。 我们仍然用图片说明转速,负载和每功率油耗三者之间的关系。下图3的横坐标是发动机转速,纵坐标是发动机扭矩(可以理解成负载),等高线表示相同的每功率油耗,红色区域为最低的每功率油耗,黄色区域次低,以此类推。图中黑点
8、表示仪器记录的发动机每秒的输出功率和对应输出扭矩。注意此图和上图的纵坐标已经不同,因此不可对比。要想省油的理想状态是大多数黑点都落入红色或者黄色区域内,因为在理论上,进入这个区域的(转速,负载)配比拥有最低的每功率油耗。而在其他区域的(转速,负载)配比有较高的每功率油耗。可惜的是,在实际测试中,我们发现黑点的绝大多数都落在了低每功率油耗的区域(即图中的外围),而落在最理想的红色区域的只有区区5个点。这就说明,我们平时开车时候,发动机的每功率油耗是远远没有达到最佳状态的,甚至可以说,
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