為什麼同排量的發動機會爆發出不同功率?都是什麼造成的?

2020-12-14 Top試駕

現在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?對於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,在確定排量參數以後缸數,活塞行程以及缸內體積則基本確定。

機械結構影響-增壓與非增壓,電子結構代替機械結構

機械結構影響因素,除目前一些車廠開發的電子點火系統以及配氣系統代替傳統機械結構外,主要是增壓與自然吸氣產生的影響。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,對於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,所以大多是採用提高扭距。對於一臺發動機如果未確定機械結構可以通過增加連杆力臂,但這樣會增加製造成本,所以大多會採用,增大排量或增壓,而對於同排量發動機來說,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於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製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於機械設備,並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於少量的美系車型。

調校影響

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,調校可以理解為對於發動機的標定,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。

有些車型從帳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轉的更佔優勢。

廠家核心技術影響

廠家的核心技術影響主要體現在控制以及設計方面。

控制方面

現在車輛的控制系統對於發動機的實際表現至關重要,不同廠商對於發動機的電子控制程序以及控制程序都是不同的,並且利用不同的程式語言進行了加密。這些控制邏輯以及控制系統影響功率曲線的變化以及對外輸出的有效功率,控制系統對於同排量發動機的功率進行限制,從而達到相同的功率。

核心設計方面

廠家的核心技術在設計方面的差異最為明顯,舉個簡單的例子,德系車以及日系車,對於同排量發動機的設計核心理念就有不同,德系車明顯更加偏向於利用機械設計控制燃燒過程,利用燃燒室控制燃燒,增加增壓比。而日系車對於發動機的核心設計理念,則更加體現在控制方面。所以核心設計理念的不同讓不同車系的同排量發動機有著不同的功率。

車輛用途不同

對於車輛用途都不同,也能夠使同排量發動機有著不同的功率,也就是在最大功率最大扭距,輸出曲線,以及實際燃油經濟性這幾個方面,取得一定的平衡。比如小型車輛所配備的發動機主要注重燃油經濟性以及低速扭矩的輸出,但如果一些豪華車型配備了同排量的發動機,則需要注重最大功率、最大扭距、輸出曲線輸出動力性。因為市場原因造成了同排量發動機的不同功率。

製造工藝影響

除了發動機技術的改變,製造工藝的進步是提升發動機功率等參數最顯著的方面。現在發動機大多採用全鋁製造,而且發動機缸體的緻密性得到了很大的提升,這些都讓不同年代的同排量發動機能夠獲得更高的最大功率。而且製造工藝的提高讓發動機精度極大改善,配件之間的配合精度,極大提高發動機震動降低,效率提高,輸出的最大有效功率也有所改善。

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