做功衝程,來自汽缸數的秘密

2021-01-17 GQ男士網

傳統燃油汽車的引擎作為汽車最主要的部件之一,也是汽車動力的直接來源。而氣缸作為汽車引擎的主要組成部分,在汽車的動力輸出上起著十分重要的作用,甚至直接影響到了車輛的加速質感。

四個衝程

當前的傳統燃油引擎主要以四衝程引擎為主。這四個衝程分別為吸氣、壓縮、做功、排氣。其中只有做功衝程會釋放出能量,其餘的三個衝程均不會釋放能量,甚至還會消耗掉一部分做功衝程的能量來實現氣缸內活塞的上下運動。

就傳統四衝程的燃油引擎來說,四個衝程完成一個周期,活塞帶動的曲軸會旋轉2周,也就是720度,也就意味著,每一個衝程活塞的運動,就代表曲軸旋轉了180度。

氣缸數量

現代的傳統燃油汽車的引擎氣缸數量一般有2、3、4、5、6、8、10、12、16這幾種。在由四個衝程組成的一個周期內,自然是氣缸數量越多,做功衝程覆蓋的範圍越廣,而做功衝程覆蓋的範圍越廣,則代表了動力輸出的銜接就更為緊密,引擎輸出的動力也更加的線性和富有質感。

雙缸引擎

菲亞特500L搭載的0.875升雙缸引擎是當前傳統燃油汽車界最少缸數的引擎,僅有兩個氣缸意味著在一個完整的四衝程周期內,這臺引擎的曲軸每旋轉180度就要經歷一個180度的能量「空擋」,換句話說,在兩個做功衝程之間的180度,實際上沒有能量的輸出。

三缸引擎

同樣,三氣缸的引擎也面臨著能量「斷擋」的問題,不過,相比雙缸引擎,在兩個做功衝程之間,能量的「空擋」已經縮小為60度,理論上,三缸引擎的動力銜接相比雙缸引擎會更加的緊密。

四缸引擎

四氣缸的引擎是最為普遍的家用引擎,也是理論上最低成本解決了做工衝程完美銜接的引擎。在一個完成的四衝程周期內,一個180度的做功衝程完成後,下一個做功衝程無空隙地接上了上一個做功衝程,保證了輸出能量不存在「空擋期」。但若將每個做功衝程中的能量輸出單獨列出來看的話,我們會發現,做功衝程中的每一個單位時間能量輸出曲線是呈下降狀態的(燃油跟空氣混合爆炸瞬間的能量輸出最大,隨後迅速下降)。放大了看,即便是四氣缸引擎,能量的輸出也無法保證時刻的平衡,這就是更多氣缸引擎存在的意義。

五缸引擎

從五氣缸引擎開始,我們就多了一個名詞——「做功衝程疊加」。因為四氣缸引擎的做功衝程已經完美覆蓋了每個衝程周期,所以從五氣缸引擎開始,做功衝程會出現部分的疊加,即上一個做工衝程還沒有完全結束,下一個做功衝程已經接上開始做功,如此一來,引擎的動力銜接自然而然就更加的緊密和平均。

六缸以上引擎

不過,由於五氣缸引擎的機械結構上的問題,五氣缸引擎並沒有普及,取而代之的是六氣缸引擎。可以說,從四氣缸引擎到六氣缸引擎,引擎輸出動力的銜接是一個質的飛躍,這也是尊貴車型往往會選擇六個以上氣缸引擎的原因。而十二個氣缸的車型實質上不僅代表了足夠尊貴的身份,還意味著十分密集的做功衝程疊加帶來動力上無與倫比的線性質感。

編輯:史楠
撰文:沈少波LocaR
圖片來源:GQ男士網
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