【車主知識】為什么不同排量的發動機,會爆發出不同功率?
俗話說的好:買車就看三大寶,發動機、變速箱、底盤要挑好。這句話說的就是汽車上最重要的三大件。尤其是發動機,是汽車的心臟,它對車輛的動力起著決定性的作用,比如說加速、節油等方面都和發動機的性能息息相關。
在通常情況下,我們要想知道發動機的性能強不強勁,就會看它的排量大小。但是,有些車主就遇到這樣的事情,同樣是2.0排量的發動機,為什么有的車動力很強,有的車則非常肉呢?其實這和發動機的最大功率有關,同排量的發動機,車輛的輸出功率可能會不一樣。我們買車時會發現不同廠家同排量發動機的最大功率相差較大,即使是同一個廠家的同一款發動機有時也會出現高低功率調校不同,那究竟是為何會出現這種狀況呢?對于我們購車選車時又會產生怎樣的影響呢?
首先我們要明確一個概念,汽車排量在發動機設計之初就已經確定,其主要由發動機缸數與單缸體積以及活塞行程所決定的,在確定排量參數以后缸數,活塞行程以及缸內體積則基本確定。
一、機械結構影響因素
影響最大功率的原因有很多,但從設計分析角度來講主要與最大扭距以及轉速,對于民用車輛來說轉速提高會帶來發動機振動以及噪音等多種問題,所以大多是采用提高扭距。對于一臺發動機如果未確定機械結構可以通過增加連桿力臂,但這樣會增加制造成本,所以大多會采用,增大排量或增壓,而對于同排量發動機來說,則只能夠通過提高增壓比來提高扭矩進而提高最大功率。這也是為何增壓發動機在扭矩以及最大功率要好于同排量同系列的自然吸氣發動機。
除了增壓與非增壓,目前如克萊斯勒等廠商研制的電子配氣機構或電子曲軸系統代替傳統的機械結構,一方面減輕了發動機的自重,讓發動機輸出的有效功率得到提高,進而最大功率提高。另一方面,電子設備的反應速度要好于機械設備,并且可以進行提前調節,噪音小,這樣就可以通過提高發動機的轉速來提高最大功率。當然這樣的發動機目前極少見于少量的美系車型。
二、發動機位置的布局
相信大家都聽說發動機的位置布局,有橫置的、也有縱向的,而不同的布局也會影響功率的輸出。那么肯定會有人問,為什么發動機要有不同的布局呢?其實這和車輛的用途有關,橫置的發動機會比較適合家用車,結構比較簡單,能夠在輸出曲線、燃油經濟性等方面取得一定的平衡。而縱向的發動機更適合越野車,需要更大的扭矩和馬力,這樣就需要注重在動力性上。
三、制造工藝和用料
現在我們都會聽到“工匠精神”這樣的口號,工匠其實指的就是對工藝的極致追求。一個產品看著精不精致或者有沒有質感,和制造工藝有著很大的關系。如果汽車廠家的制造工藝差,那么可能發動機之間的零部件銜接就不夠縝密,配合度就不高,這樣會使發動機產生震動,自然輸出功率就低了。另外,在用料方面,有的廠商比較務實,零部件質量都很高,這樣發動機的輸出功率自然就會高。
四、汽車廠家的調校
發動機是汽車的核心部件,需要經過反復的調校才能使其達到理想的效果。發動機在最初設計的時候,如果排量已經確定了,那么就會對進氣、噴油、點火等多處細節進行調校,這樣就能在燃油經濟性以及穩定性上進行提升。而這些調校是由程序來控制的,我們把它稱之為“動力曲線調節”。相同排量的發動機之所以會爆發出不同的功率,主要和輸出曲線有關,這就非常考驗汽車廠商的經驗和技術了。
調教影響恐怕是很多廠商給出的同排量發動機不同功率的解釋,但發動機的調教卻是一個比較寬泛的定義。首先,調校可以理解為對于發動機的標定,在設計之初確定的固定參數影響下調節發動機的進氣、噴油、點火、排氣的多個參數,既然影響氣缸內混合氣體的濃度,以及在燃燒過程中的燃燒效率及過程,發動機的標定就是通過調節一是有的程序來控制這些參數的變化。而另一方面調教則是改變這些參數的變化曲線,也就是我們常見的動力曲線調節,何時輸出最大功率和輸出最大扭距是一臺發動機的重要參數,也是同一臺發動機能夠匹配不同車型不同應用場景的主要原因。
有些車型從賬面參數上來看富麗堂皇,各項參數都非常優秀,但實際使用起來卻與參數不相匹配,這都是因為輸出曲線的原因,一般來說高轉速容易實現最大功率,在低轉速實現最大功率較為困難,所以在合適的轉速區間內輸出最大功率,要綜合考慮用戶的實際與成本。簡單的例子:兩臺2.0升渦輪同功率增壓發動機,一臺能夠在2500轉就輸出最大功率,而另一臺則需要在5000轉以上才能輸出最大功率,實際的實踐體驗2500轉的更占優勢。
一般來說,很多主機廠為了節省低功率和高功率版本發動機的成本,同排量渦輪增壓發動機一般都是采用ECU行車電腦控制單元調節程序來輸出不同功率版本。經過電子控制單元的調校,可以得到更加強勁的動力。會擔心通過調校的發動機會吃不消?其實這并不是問題。對于動力提升不大的調校來講,原廠發動機結構、材質設計完全可以承受所增加的功率輸出,通過對空燃比與點火正時的精確調整來提高輸出,對于油品的要求會更高,只要不亂用劣質汽油與辛烷值不夠的汽油,就沒有問題。