Author / 蟹爪朝天
# TECHNOLOGY #
上一季的《引擎管理》中我們簡單介紹了一些ECU的控制邏輯和調校思路。旨在讓大家了解ECU程序是如何控制引擎工作的,以及在改變了引擎的硬體後應該對ECU程序進行什麼樣的修改。
在這一季中,我們會更詳細的把這些話題深入下去,內容很精彩。為了方便大家查詢資料,我們特意標註了一些英文關鍵詞。
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引擎調教必修?讀懂一些硬核名詞很重要|酷樂引擎管理·進階
扭矩
從引擎產生動力到輪子轉動,大致流程如圖。
吸入新氣、噴入燃料、控制點火,動力就會在缸內產生。減去泵氣、摩擦等引擎內部損失後,就得到了曲軸上的扭矩。再減去打滑、緩衝等離合自身的損失後,得到了變速箱輸入軸的扭矩。再減去變速箱自身的油液打滑、摩擦等損失後,得到了變速箱的輸出扭矩。
在引擎階段,燃燒氣憑藉高壓推動活塞下行,力流通過連杆的角度對曲軸進行切向的推動作用。
此時,這個推動力和曲軸偏心距(L)所形成的力矩即為曲軸扭矩。由此可見,就單獨一個缸來說,在活塞位於行程中段時,曲軸上的扭矩處於較大水平,此時活塞的運動速度也處於較高水平。
因此,即使在工況穩定的情況下,曲軸輸出的扭矩也不是十分穩定的。
由圖可見,對於單獨一個缸來說,如果在活塞處於上止點(TDP)時點火,L=0,引擎是無法啟動的。對於多缸且帶有啟動電機的引擎來說,雖然不存在這個問題,但點火的時刻非常重要。
通常,控制點火的目標主要是:在上止點之後開始建立有效缸壓,在活塞運行至中段時缸壓達到最高,在接近下止點前完成燃燒過程且缸壓適度降低。
在這個過程中,需要考慮轉速、燃燒室形狀、最遠火焰鋒面傳播距離、從點火到結束燃燒的整個過程中缸壓變化等很多情況。
圖為歧管噴射引擎
自吸引擎和渦輪引擎扭矩曲線最明顯的區別是在自吸扭矩曲線上能有找到一個峰值轉速,而渦輪扭矩曲線的峰值多為寬泛的平臺狀。
自吸扭矩曲線峰值之後的衰退,主要是由於隨著轉速的提高,引擎的換氣時間越來越短,缸內殘餘廢氣的比例越來越高。而渦輪引擎通過高歧管壓力,能夠在很大程度上解決這個問題。
渦輪扭矩曲線平臺的問題和平臺之上被隱藏起來的形狀還受到了很多其它因素影響,如渦輪效率、變速箱耐受等。
由此可見,自吸引擎要想提高高轉速時的性能,首先應該提升高轉速時的換氣效率。
改變進氣管路,提高諧振轉速,加大氣門尺寸、加大氣門升程、改變凸輪形狀、加大氣門重疊角,這些都是從原理上提高高轉性能的方式。
但在實際應用中,還有一個重要因素就是部件的耐受,如曲軸動平衡、氣門彈簧、氣門油封、散熱、充電、噴油等問題。
馬力
馬力(kW)=扭矩(Nm)*轉速*2Pi。
簡單來說,測功機(馬力機)測到的是扭矩,再經過計算算出馬力曲線。
由於轉速參與了乘法,馬力峰值轉速會扭矩峰值轉速高一些。在追求高動力性的時候,比較好的方式是將轉速控制了扭矩峰值轉速和馬力峰值轉速之間。
在追求極致動力性的時候,比較好的方式是將轉速保持在馬力峰值轉速之前一些。
如果不是為了在彎中保持檔位的話,儘量不要使用超過馬力峰值的轉速。從駕駛角度說,在馬力峰值轉速之後,在繼續踩油門踏板的話動力也並沒有提升了。
如果此時出現了前驅車甩尾等情況,無法通過動力來控制重心並控車、救車。
有些車手使用這部分「過高」的轉速的原因,更多是為了減少換擋次數或在過某個彎的過程中沒有更合適的檔位可選了,不得已而用。從機械角度說,超過馬力峰值的轉速並不會帶來更大的馬力,而且還會導致高溫和高磨損。
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