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豐田和馬自達發動機扭矩那麼低,達到最大扭矩的轉速還很高,為啥都說豐田和馬自達的發動機好呢?

這個題目分為兩個方面:

一.為什麼自吸發動機的扭矩特性乍一看好像很差;

二.豐田和馬自達的自吸發動機好在哪裡。

1.發動機的扭矩特性代表了什麼?

1.1 最大扭矩轉速是如何測量(達到)的

將發動機裝在試驗台架上,曲軸連接電力測功機。試驗人員給發動機輸入“節氣門全開”指令(也就是地板油),然後同步提高電力測功機的負載。每當發動機輸出扭矩與負載阻力矩平衡時(即轉速穩定,不升不降),此時讀取曲軸扭矩參數,並記錄下來,比如發動機轉速穩定在1800轉、曲軸扭矩250牛米;然後繼續增加負載,把發動機轉速憋到1700轉,穩定後記錄1700轉時的扭矩。試驗人員不斷重複上述試驗,測出發動機在【節氣門全開工況】下、在不同轉速下的扭矩,然後在X軸為轉速、Y軸為扭矩的坐標圖上把點連成線,就得到了發動機外特性曲線,即發動機在不同轉速下所能達到的最大扭矩。在這個曲線上必然有最高值,這個值(或一段值)對應的轉速就是 最大扭矩轉速

最大扭矩轉速:250N.m@1250-4000rpm。這個參數的意義是:當發動機在【節氣門全開工況】(地板油)下時,可以在1250轉到4000轉範圍內達到250Nm的扭矩; 但是,不代表發動機在1250轉到4000轉範圍內時就一定是250Nm的扭矩,注意那個節氣門全開工況。

1.2 有一個重要的參數叫扭矩響應速度

將發動機維持在10%節氣門狀態下平穩運行,突然輸入【節氣門全開】的指令,測量發動機的輸出扭矩需要多少時間可以達到外特性曲線。測量出的時間稱為扭矩響應速度,一般以毫秒為單位。

如果你了解發動機原理,就應該明白,扭矩∝噴油量∝進氣量,所謂扭矩響應速度可以說就是進氣速度。靠氣缸容積形成的真空,來抽吸進氣的速度是最快的!渦輪增壓器是需要排氣來驅動的。

這個參數通常是這樣的:自然吸氣發動機的扭矩響應速度在200~400毫秒;渦輪增壓進氣發動機的扭矩響應速度在1500毫秒以上。

只不過,渦輪增壓進氣發動機的最大扭矩是遠高於自然吸氣發動機的,雖然都是達到外特性曲線,但渦輪增壓發動機的外特性曲線更高。

下面上圖,本田L15B7 1.5T渦輪增壓發動機的萬有特性圖。圖中紅線是我畫上去的,表示自吸段與增壓段的分界線,紅線以下區域的扭矩,通過自然進氣就可以達到;紅線以上則必須提高進氣壓力才能達到。如果駕駛員踩下油門踏板後,MCU計算後認為僅僅通過開大節氣門就可以達到,那麼發動機的扭矩響應是很快的,上面講過了,200~400毫秒;如果駕駛員使勁踩了油門,MCU計算後發現需要在增壓段才能達到,那麼MCU會控制關小排氣旁路閥、投入渦輪增壓器運行,在一段時間後達到目標扭矩。

1.3 最大扭矩轉速低,是削峰的結果

至於為什麼要降低最大扭矩,簡單說是被缸溫、缸壓限制了,在此不詳述,希望了解的話可以自行學習。

2.什麼樣的是好發動機

熱效率是衡量熱機技術水準的唯一標準。

低成本高可靠性熱效率突出動力充足NVH達標的發動機當然是好發動機。

低成本是關鍵,奔馳在F1賽事中使用的50%熱效率發動機和各位一點關係都沒有,成本在1萬元以下的發動機才是普通人能消費起的發動機。

高可靠性無需多言。

兩個前置條件滿足了,同時還具有40%熱效率、充足的動力、不錯的NVH,這樣的發動機是許多主機廠的奢望。

來源:知乎www.zhihu.com

作者:廣龍先生

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