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內容概述:
巡航轉速決定因素正常轉速區間故障轉速標準燃油動力汽車以120km/h的時速巡航,轉速多少才算「正常」?這是個汽車用戶普遍關注的問題,但也是個沒有標準答案的問題;因為不同動力標準與傳動系統的車輛,巡航轉速差值可以達到2500rpm!
比如1.0L三缸動力的比亞迪F0,實測巡航轉速可高達4300轉;0.8L的奇瑞QQ相同時速達到4500轉,其他微型汽車的水平基本相當。然而測試的很多2.0T轎跑車,是相同的巡航轉速可以低至1800轉,但是兩個標準都算正常水平哦。
01巡航轉速·決定因素
撇開「速比·車輪周長」等專業因素不談,決定巡航轉速的核心因素是發動機的動力儲備,其中扭矩是核心因素。咱們假設兩臺轎車巡航駕駛的馬力需求都是100PS(公制馬力),但是裝備的發動機分別為1.0T、1.5T和2.0T,巡航轉速會差多少呢?
1:小排量1.0T的動力儲備按照100kw/200N·m(1500~4000rpm)的高標準計算,以【轉速=馬力÷1.36×9549÷200N·m】的公式計算,得出的轉速數值則為3500rpm,轉速是不是有些偏高了。
2:中等排量1.5T的發動機會有強勁很多的動力,最大功率一般會達到130kw左右,不過這項數據不是最重要的;重要的是最大扭矩可以達到300N·m,假設可以在1500/4000rpm區間維持峰值吧。
那麼這臺機器輸出100馬力的轉速則只需要2340轉,這就是扭矩的絕對優勢了;扭矩的概念是發動機單次做功輸出的「力量」,單次推動汽車的力量大則滑動距離遠,做功頻率自然可以降低。而這裡所謂的做功頻率就是轉速的概念,曲軸轉兩圈做功一次,2340轉就是每分鐘做功1170次——1.5T發動機做功1170次的動能標準,等於1.0T-3500轉(每分鐘1750次)的標準。
3:準大排量2.0T發動機的最大扭矩最高可達400N·m,平均也在350N·m以上;按照相同的馬力標準計算,轉速平均值也會低至2000rpm左右。
這就是扭矩的重要性,而提升扭矩的原始方式是增大排量,所以大排量汽車的巡航轉速總會低一些;先進一些的方式是利用渦輪增壓壓縮空氣,提高進氣氧濃度可以在不增加噴油量的前提下,提升混合油氣的反應充分程度,也就是提升扭矩了。這也就是1.0L發動機匹配不足一噸重的微型汽車巡航轉速超4000rpm,但是1.0T渦輪增壓的緊湊級轎車可以低至3000rpm左右的原因。
重點:變速箱前進擋數量與傳動比對巡航轉速同樣有影響,但核心仍舊是發動機動力儲備。比如曾經的大排量5AT汽車,120km/h的轉速可以低至2500/3000rpm區間,然而匹配6AT的「小馬拉大車」充其量是相同或更高。
變速箱的前進擋是通過不同的齒輪組合,實現對功率或車速的放大;數字越小的前進擋放大動力的能力越強,因為主動齒輪很小、從動齒輪很大,主動輪轉很多圈(做功很多次),從動輪和車輪才會轉一圈,積蓄的動能就會更大。
反之大數字的前進擋正好相反,主動齒輪轉一圈從動齒輪就能轉很多圈,也就是車速會很高;但如果每次旋轉輸出的轉矩(扭矩)過低,車輛還是會缺少達到理想車速的動力,結果是高檔位駕駛也要發動機以高轉速運行,以提高做功頻率為代價彌補扭矩小的缺點。
02正常轉速標準
列表:
≤1.0L-平均4000rpm≤1.0T-平均3000rpm≤1.5T-平均2500rpm≤2.0T-平均2200rpm≥2.0T-平均2000rpm以下相同排量的發動機扭矩差值會很大,這是噴油系統、增壓效率與熱效率等技術的影響;比如某多點電噴的1.5T扭矩可低至200N·m,直噴技術就能達到300N·m,2.0T發動機也有≥100N·m的差值。
所以選擇汽車還要注意另外一點,那就是區分多點電噴和缸內直噴,其次則是變速箱類型與前進擋數量的差值。
03故障轉速標準·概念
(主要分析變速箱的影響)
1:MT手動變速器,以及使用兩組幹摩擦式離合器的雙離合;這兩種變速箱都很容易出現相同時速巡航轉速的增長,原因在於離合器「打滑」了。
離合器的功能是接收發動機飛輪輸出的動力,傳遞到變速箱再到車輪;這是正常的運行狀態,在起步和換擋時需要分離離合器與飛輪的結合,為變速箱齒輪減速後才能切換檔位。而在結合瞬間會有短時間的「半聯動」,概念是通過降低離合器壓盤對摩擦片的壓力,讓飛輪和離合器以打滑的狀態傳動——打滑會損耗動力,同時可抵消行駛阻力,以緩慢蓄力啟動並防止阻力迫使飛輪停轉而熄火。
「半聯動」是打滑傳動的狀態,任何物體的正常滾動摩擦(不打滑)都會產生磨損,滑動摩擦的磨損程度顯然是很大的;所以高頻率的半聯動會讓離合器的磨損程度加重,摩擦係數會隨之而下降。
摩擦係數的降低則會在正常行駛中出現「半聯動狀態」的打滑,通過飛輪輸出的扭矩被損耗而降低;相同轉速輸出的總功率和車速當然也會降低,那麼想要提升車速就要拉升轉速,以高頻率做功補償車速。這種狀態叫做【打滑丟轉】,如果手動和乾式雙離合的汽車出現巡航轉速增長,檢查更換離合器片和壓盤則很有必要性。
(溼式雙離合有變速箱油進行潤滑和溫控,磨損程度是非常小的)
2:CVT無級變速器同樣存在打滑的問題,而且程度有兩個標準。
液力變矩器-鋼帶打滑溼式離合器-同時打滑變矩器只要沒有異常磨損,理論上是基本不會打滑的;但也有些無級變速器使用溼式多片式離合器傳動,如使用時間過長仍然有可能打滑,溼式雙離合也不例外,只是周期都會很長。
造成這種機型打滑的真正原因其實是變速箱內部的鋼帶,這種機器不用齒輪組換擋,而是由兩組液壓控制夾角可變的錐形輪夾住鋼帶,依靠滾動摩擦的方式傳動與換擋。狀態是不是與離合器的正常運行狀態神似呢?
其實原理是相同的,所以鋼帶錐輪的磨損程度也會比較大;很多車輛使用不足10萬公裡,巡航車速就可能出現超500rpm的增長,原因正是摩擦係數下降,主動錐輪的扭矩被損耗則不得不拉升轉速。然而MT/DCT丟轉後可以更換離合器解決問題,CVT基本要更換總成才能保證穩定運行,所以裝備這種機器的車輛後期用車成本會相當高。
總結:關於汽車巡航轉速的話題就聊到這裡,想要低轉速的巡航就要選中大排量發動機,轉速差值綜合排量差值計算,實際很多中大排量的汽車巡航油耗是更低的。而且轉速低等於燃燒做功產生振動的頻率也更低,巡航駕駛的NVH(噪音·震動·聲振粗糙度)表現也會更好。
至於小排量汽車則主要適合城市道路中低速代步駕駛,此時的馬力需求普遍很低,轉速差值小則能夠以排量優勢體現出節油。
編輯:天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發布
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