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最大功率:
功率的物理定义是指机器在单位时间里所做的功。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。
功率的计算公式为:功率=力*距离/时间。力的常用单位是千克(kg),距离的单位是米(m),时间的单位是秒(s)。所以功率的单位就是kg.m/s。但对于汽车的功率,传统上人们喜欢用马力为单位表达,字母为PS。现在厂家在产品说明说明书中通常也给出千瓦(KW)值。
它们之间的换算关系如下:1PS=75kg.m/s=0.7355KW,1KW=102kg.m/s=1.36PS。最大功率是汽车发动机最重要的参数之一。他的大小主要取决于发动机气缸排量的大小,燃烧的燃料量和发动机的转速。功率值永远分发动机转速结合在一起,表明在该转速下所发出的功率。
由于发动机内部摩擦损耗和带动其他机器的需要,实际有效功率数字总是小于规定值。有效功率跟标定功率的比值叫做发动机的效率。
发动机功率只能通过专业的功率测试台测得。测试台的工作原理大同小异:将发动机飞轮通过中间轴跟一个电子涡流或水涡流阻尼装置相连。发动机带动阻尼装置,其阻力可以无级调节。“阻力矩”或叫“刹车力矩”通过一个拉臂装置只是在标有相应刻度的指示仪表上,如此便测出了不同发动机转速下的功率值。
在车辆滚动测试台上进行的测试虽然也能给出发动机功率值,但这个结果受变速箱、轴和轮胎滚动阻力的影响,所以只能作为参考值。
世界各国遵循的工业标准不同,测试的方法也不同。
德国工业标准(DIN)的测试原则是:发动机处于正常运行状态,即带所有附属设备,包括进气滤清器和排气装置等。美国等一些国家则按照SAE(汽车工程师协会)标准进行功率测试,不包括空滤和排气装置等附属设备,也就是说,它是由外界动力驱动的。所以SAE功率值较之DIN要高出15%~20%。在意大利还有一种CUNA标准测量测量法,它的条件是包括部分附属设备,但不包括进气滤清器和排气装置,因此其功率值会比DIN数值高5%~10%。
一般不能通过重新进行发动机标定来提升功率,原因是现代的量产发动机出厂时几乎都已经做了功率上限值标定。但如果能够承受较大的费用,那么提高单位功率数是有些办法的。
首先是加大进气量,方法是平顺及扩大进排气通道,加大发动机气门横截面,提升压缩比,改变汽门开闭时间等;其次可以对进排气系统进行技术调试,甚至更换压缩机系统。
所有这些意在提高功率的措施都会导致发动机转速水平的整体提高,所以必须采用高级材料,使活动部件轻量化,同时提高加工精度,使之能够承受较大的负荷。还要采用更坚固的气门弹簧,甚至非接触式点火系统。经过这一系列的改造,量产发动机的功率有可能增加一倍以上。
最大扭距:
扭矩是发动机性能的一个重要参数,是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩,俗称为发动机的“转劲”。扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。扭矩随发动机转速的变化而不同,转速太高或太低,扭矩都不是最大,只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩,这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高,扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿•米(N•m)或公斤•米(Kg•m)。
发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关,在某一转速下,这些系统的性能匹配达到最佳,就可以达到最大扭矩。另外,发动机的功率、扭矩和转速是相关联的,具体关系为:功率=K×扭矩×转速,其中K是转换系数。选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如,北京冬夏都有必要开空调,在选择发动机功率时就要考虑到不能太小;只是在城市环路上下班交通用车,就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。
以下是一些车型的最大扭矩的数值及说明:奥拓的最大扭矩只有60.5,是在发动机为3000-4000转的范围,在国产微型车中,它的最大扭矩也是相当小的,较高的能达到110-120不过由于其排量只有0.8并价格便宜,还算有情可原;中高排量车的范围特别大,从110-700多,一般国产中档车多为200-350范围,其中劳斯莱斯幻影7系可以属于轿车之最了,它的在发动机3500转达到了最大扭矩720;跑车则普遍较高,400、500是很常见的,现代酷派FX2.0的最大扭矩只能达到102/6000,实在有些说不过去;而越野车中,国产的一般在180-300范围中(当然国产的排量也比较小),进口则高一些,欧美的一般为400-4800,不过路虎神行者2004只有240/3000,其卫士也只有300/1950。
排气量:
活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。 我国有一个按发动机排量来划分轿车等级的标准,如1L以下为微型轿车,大于1L小于或等于1.6L为普通轿车,大于1.6L小于或等于2.5L为中级轿车,大于2.5L小于或等于4L为中高级轿车,大于4为高级轿车。按发动机排量来划分汽车级别的做法其实已经有些过时,是传统观念,已不适合当今的汽车设计。因为轿车的产品等级定位,现在不能仅仅根据发动机排量来定义,如相同车系的车身,可有数种不同发动机来搭配,即使相同发动机、相同排量的车型,也可以有相差悬殊的配置。一些高端配置的车型其售价和性能可能比排量较大的车型还高,如天津丰田威驰的几款车型,它们的车身尺寸、发动机排量(1.5L)都一样,但因配置的差异,价格从13.5万元到19.5万元不等,最高配置的威驰比1.6L的宝来、1.8L的桑塔纳2000,甚至2.0L的索那塔GL2.0、中华2.0、奇瑞东方之子2.4等都贵。如以发动机排量为轿车划分等级,19.5万元的威驰与4.99万元的吉利美日(1.3L)应为同级车,均为普通轿车。这样划分显然有失公平。所以确定轿车等级应综合三个因素,一是车身大小,二是发动机排量,三是配置,不能只看其中一个因素,而且随着时代的发展,和汽车工业的进步,这些标准也在不断变化。
汽缸数(发动机形式):
汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸,1~2.5升一般为四缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
北斗星4缸发动机
汽缸的排列形式:一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6缸发动机也有直列方式的,过去也有过直列8缸发动机。直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点是功率较低。一般1升以下的汽油机多采用3缸直列,1~2.5升汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施。直列6缸的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车采用,如宝马V6发动机,宝马直列6缸发动机
6~12缸发动机一般采用V形排列,其中V10发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,而且一般认为V形发动机是比较高级的发动机,也成为轿车级别的标志之一。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。大众公司近来开发出W型发动机,有W8和W12两种,即气缸分四列错开角度布置,形体紧凑,容易布置。
]宝马V12发动机
布加迪W16发动机
每缸气门数:
发动机每个汽缸所拥有的气门数,有两气门,三气门,四气门和五气门几种。
气门是指汽缸的进气门和排气门。进气门直接连接进气歧管是发动机用来吸入混合气(或新鲜空气)的入口;排气门则连接着排气歧管,是发动机排出燃烧废气的出口。
进排气的效率是决定发动机性能好坏的重要因素,当发动机正常运转时活塞的往复运动速度是非常快的,在3000转/分钟的转速下发动机完成每一个进气或排气行程的时间只有0.04秒,要想在这么短的时间内吸进或排出更多的气体就要增大进、排气的有效面积。于是有的发动机便采用了多气门技术。
现在人们对发动机性能指标要求越来越高以及尾气排放法规日益严格,每缸2气门(即1个进气门,1个排气门)这种结构已经显得有些落伍了,现在越来越多的发动机采用每缸3气门结构(2个进气门,1个排气门),或者每缸4气门结构(即2个进气门,2个排气门);有的公司已经开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门。
2气门发动机,但是气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用较少。4气门发动机
说到气门,这里顺便提一下凸轮轴——带动气门运动的装置,主要有SOHC 和DOHC以及OHV。
其中OHV是底置凸轮轴结构,属于上一代的发动机技术,现在仅有少数发动机在使用。
这里主要介绍一下前两种。SOHC是指 “单顶置凸轮轴”(Single Over Head Camshaft),它是在汽缸上设置一根凸轮轴,通过凸轮轴的旋转带动摇臂,推动进排气门上下运动,以实现汽缸进排气过程。DOHC是“双顶置凸轮轴”(Double Over Head Camshaft)的英文缩写,双顶置凸轮轴在汽缸顶上设置两个凸轮轴,一个驱动进气门,一个带动排气门。由于不用摇臂,不仅减少了零部件,而且提高气门运动速度,现在已在不少轿车发动机上使用。 一般而言,SOHC具有在低速时扭矩充沛的特点,DOHC的优点则表现在发动机运转安静以及加速时的流畅
升功率(Kw/L):
体现发动机品质高低主要是看动力性和经济性,也就是说发动机要具有较好的功率、良好的加速性和较低的燃料消耗量。
影响发动机功率和燃料消耗量的因素有很多,其中影响最大的因素有排量、压缩比、配气机构。但这只是泛指而言。具体到发动机的比较,由于用途、设计、材料及制造工艺的差别,往往造成显著差别。
有一些排量大的发动机功率不一定比排量小的发动机功率大,例如以排量比较,甲车是2.0升发动机最大功率是97千瓦,乙车是2.2升发动机最大功率可能只有79千瓦。同样,有些车排量相同,同是2.0升发动机但输出功率却不一样。因此,就产生了一个衡量指标,称为“升功率”。 发动机以曲轴输出功率为基础的指标称有效指标,这种指标表示整个发动机性能的高低。有效指标包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以为,功率和扭矩这两项指标就能够反映发动机的优劣,其实不然。不是功率和扭矩越大的发动机就越好,真正能够反映发动机动力的指标是每升气缸工作容积所发出的功率,即“升功率”。
升功率表示了单位气缸工作容积的利用率,升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。那么,当发动机功率一定时,升功率越大发动机的重量利用率就越高,相对而言发动机就越小,材料也就越省。 升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。因为升功率(N)大小主要决定于气缸平均有效压力(P)和转速(n)的乘积,即N=(P)×(n)。提高升功率就要从提高气缸压力和转速入手,因此提高升功率的具体措施也就有:
(1)提高充气量。这是四冲程发动机增加热量的首要条件,因为燃料燃烧需要空气,燃料与空气比较,后者更难以充入气缸,所以就要改善换气条件,减少进气阻力增大气门通道截面积,有些发动机就采用4气门形式。当多气门结构布置困难时,首先要满足进气门的需要,不管气门布置形式怎么样,都是进气门数量等于或者大于排气门数量。
(2)提高转速以增加单位时间内的充气量。现在轿车的发动机一般都是高转速发动机,每分钟转速在5千转以上。
(3)改善混合气质量和燃烧过程。采用电控燃油喷射系统,在所有工况下混合气的质量尽可能达到最佳,空气与燃油的混合地点从节气门处移至喷油嘴处,燃油直接与吸入的空气混合,从本质上改善了混合气的均匀性。
(4)提高发动机机械效率增加有效功的输出,减少机械损失主要是减少零件之间的摩擦,涉及到零件加工的精度、表面加工质量、润滑质量、温度控制及减少附件等。
这里指出的是,多气门与2气门设计的结构上最大差异,就是多气门的配气结构复杂,增加气门、导管、凸轮轴摇臂等,有些还要专门增加一支凸轮轴,即双顶置凸轮轴(DOHC),这些增加的装置必然会增加机械损失。因此,一些讲究实际的厂家仍然在中小型汽车发动机上采用2气门设计。 以上四点是相互关联的,例如发动机转速越高引起的每次循环充气量减少问题也越突出,这就要采用增大气门通道截面积的措施,加大进气门头直径或者采用多进气门形式。但采用多气门形式又会涉及到发动机机械效率的问题。世界上的事物总是矛盾并存的,厂家工程师怎样调整平衡点,尽量完善地处理各种矛盾,就体现在各种发动机的性能表现上了。
江南奥拓和通田阁萝的升功率属于最小的一类,都只有33左右;普桑1.8的是40;高档车大致都为50多;跑车玛莎拉蒂3200GT能达到85.2。越野车的就相对较低,陆虎新发现只有34.43,升功率比较高越野车宝马X5也只是53.43。
比功率(Kw/Kg):
功率是衡量汽车动力性能的一个综合指标,具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量(以上两词概念见对应解释)之比。一般来讲,对同类型汽车而言,比功率越大,汽车的动力性越好。
汽车的动力性由汽车的驱动功率和行驶阻力决定的,发动机的输出功率通过传动系统推动汽车前进,扣除传动损失,即为驱动功率,汽车在行驶中,其驱动功率等于阻力功率。汽车的行驶阻力一般包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速行驶时的惯性阻力。阻力和车速的乘积称为阻力功率。汽车的阻力功率随车辆总重和车速的增加而增大,所以,汽车的动力性基本取决于比功率。因为最大功率出现在发动机达到最高转速时,所以,简单的说,比功率就是汽车最大车速的决定因素。
例如:大众的宝来1.8T和宝来1.3相比,车外型,汽车总重等参数都差不多,但是,由于两款发动机的最大功率分别为110千瓦和78千瓦,比功率分别大约为84千瓦/吨和60千瓦/吨,所以导致两款汽车的最高车速存在较大的差距。
普通国产低档车大概范围在0.04-0.07之间;中档车的大概范围从0.06-0.10;高档车则更高,范围也更广,大概范围从0.08-0.13;跑车基本都可以达到0.10有的甚至还多,保时捷911 Carrera Coupe(Tiptronic S)的比功率高达0.16。
特有技术:
VTEC - 可变气门配气相位和气门升程电子控制系统
Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System;世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。与普通发动机相比,VIEC发动机同样是每缸4气门(2进2排)、凸轮轴和摇臂等,不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法;
VVT-i 智慧型可变气门正时系统
Variable Valve Timing and Lift with intelligence; VVT-i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置,它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化,从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性,降低尾气的排放。
BMW的VANOS
是Variable Camshaft Control,叫'可变凸轮轴控制系统',它能随着引擎转速与负载情况,自动且连续式的移动凸轮轴位置,还达到变化不同转速时的进排气之配气相位夹角,使怠转稳定,中低转速扭力充足,高转速马力涌现,而且还兼顾到废气排放标准喔!而控制凸轮轴位置的装置如下图,VANOS利用一个可开关的电磁阀,在不同转速时,藉由油压来控制电磁阀的位置,以决定油压是走黄色的管路还是绿色的管路,而不同的管路将推动活塞的移动,它的移动将推动一螺旋齿轮,这齿轮就可以把凸轮轴移动位置,达到改变'气门正时'(重叠角也改变!)的目的,这类引擎就是可变气门引擎。
变速器形式:
变速器,用于转变发动机曲轴的转矩及转速,以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。变速器在车辆的行驶中主要起这样几方面的作用:
1. 它使汽车能以非常低的稳定车速行驶,而这种低的转速只靠内然机的最低稳定转速是难以达到的。
2. 变速器的倒档使汽车可以倒退行驶。
3. 其空档使汽车在起动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。
现在汽车所使用的变速器主要有以下几种形式。
手动变速器(MT)
手动变速器,也称手动档,即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合时,方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好,装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。
自动变速器(AT)
自动变速器,利用行星齿轮机构进行变速,它能根据油门踏板程度和车速变化,自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。
一般来讲,汽车上常用的自动变速器有以下几种类型:液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中,最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成,主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化,自动地进行换档。
手动/自动变速器
手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出,称为Tiptronic,它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚,让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时,可自由变换降档(-)或加档(+),如同手动档一样。
驾驶者可以在入弯前像手动档般地强迫降挡减速,出弯时可以低中档加油出弯。
现在的自动档车的方向盘上又增加了“+”、“-”换档按钮,驾驶者就能手不离开方向盘加减。
无级变速器(CVT)
无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此,要比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使汽车的车速变化平稳,没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种,但它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。
档位数:
档位数,是指有级齿轮变速器所具有的档位的数量。
常用手动齿轮变速器的档数,为三到五档。档数越多,汽车对行使条件的适应性越好,油耗越低,但变速器也越复杂,操作不便,成本也高。目前汽车上三档变速器已很少见,四档、五档变速器最为常见。但六档变速器也越来越多。目前已经研制出了七档自动变速器并投入了生产。
变速器档位越多,换档时平顺性就越好,就越能利用发动机的动力。当变速器的档位趋于无穷多时,就等同于无级变速器了,此时的换档平顺性是最好的。
在变速器的档位中,数字小的档叫做抵( 低 )档,数字越小,速比越大,牵引力也越大,车速越低。如一档车速最低,但牵引力最大。数字大的档叫做高档,数字越大,速比越小,牵引力也越小,车速越高。如五档变速器中,五档车速最高,牵引力也最小。
变速器上还有超速档一说,所谓超速档,是其输出轴的转速高于输入轴的转速。它主要用于有一定功率储备的车在良好的公路上高速行驶,这样可以降低发动机的转速,降低油耗,减轻发动机的噪声和磨损。
对于自动变速器来说,它上面的符号有以下含义:P─停车档,汽车静止是使用并同时拉紧手刹。 R─到车档,作用与手动倒档相同.必须在汽车完全停住后才能换入此档。 N─空档,作用与手动空档相同,在汽车暂停是使用。 D─前进档,一般路面行使时使用,会更据车速和路面情况,自动更换合适的工作档位。 L─低速档,也叫爬坡档,它会限制自动换档的范围,增强扭力,输出较大的动力。 S─行车档,与D档相同。 M─人工档,放入此档,可以变换为人工档位,此时自动排档车变为人工排档车。 W─雨雪档,在湿滑地面和雪地里驾驶,应选择此档位。 E─经济档,选用此档,可以省油。 OD─超速档,它的功能同手动变速器的超速档。
目前汽车上自动变速器也是以4、5档最常见。如果一辆汽车档数越少,例如很少见的三档自动变速器,换档冲击就越大,发动机的动力就不能充分利用。档数越多,例如6档、甚至7档自动变速器,换档就越平顺,发动机的动力就能得到更充分的利用。
六档以上的变速器,一般用于载货汽车,特别是重型载货汽车和汽车列车。这是因为载货汽车在空载时和重载时的负荷相差很大,采用六档以上的变速器,才能更好的适应不同的要求。
增压方式:
增压是发动机进气形式的一种,区分于普通自然吸气的发动机,它是将空气事先进行压缩,再注如气缸,按照增压器工作原理分为涡轮增压和机械增压两种
最早出现的增压器是安装在航空活塞式发动机上,在发动机上加装增压器,对高空稀薄的空气进行加压,从而克服随着海拔的提高发动机功率明显下降的不利因素。这种问题同样出现在汽车发动机上,当发动机高速运转时,一个进气行程的时间只有百分之几秒,在这么短的时间内吸进汽缸的空气量远小于汽缸的工作容积,使得汽缸内的空气密度低于大气密度。要提高容积效率,让发动机的功率和扭矩输出更高,就必须改善它的“呼吸”。而既然每次进气的时间无法延长了,对应的办法就是加装增压器,将空气事先加压,然后将高压气体注入汽缸,使汽缸内的空气压力高于外界空气压力。增压发动机在拥有更好的动力表现的同时燃油经济性也是同功率级别的自然吸气式发动机不可比拟的。
机械增压(supercharg):同发电机、空调一样由发动机曲轴带动皮带提供动力,驱动压缩机压缩空气。由于发动机转速以及皮带轮传动比不可能太高,所以增压器的转速就受到限制,产生的压力低于1.0Kg/cm属于低压增压,对于功率和扭矩的提高不是很大,但是由于其直接传动的特性,所以动力响应比较灵敏,不存在迟滞现象。
涡轮增压(turbo):是废气涡轮增压的简称,增压器有两个相互隔绝的涡轮室,里面的两个涡轮同轴相连。(如图)两个涡轮室分别连接进气歧管和排气歧管,利用发动机排出的废气推动涡轮转动,同时带动另一个涡轮转动压缩空气。由于是气体推动,所以涡轮增压器的转速可以轻松达到100,000rpm甚至更高,并且增压压力早已突破2.0kg/c㎡的超增压境界,单就效率而言,涡轮增压系统能以“倍数”来提升引擎动力输出,在1988年F1赛车禁止使用增压发动机之前,排量1.5升的涡轮增压发动机可以产生1200匹的马力!远远超过了如今F1赛车3升自然吸气式发动机的900匹马力。
分动器的功用就是将变速器输出的动力分配到各驱动桥,并且进一步增大扭矩,是4x4越野车汽车传动系中不可缺少的传动部件,它的前部与汽车变速箱联接,将其输出的动力经适当变速后同时传给汽车的前桥和后桥,此时汽车全轮驱动,可在冰雪、泥沙和无路的地区地面行驶。
分动器的类型:
分时四驱(Part-time 4WD)
这是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间手动选择的四轮驱动系统,由驾驶员根据路面情况,通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式,这也是一般越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。最显著的优点是可根据实际情况来选取驱动模式,比较经济。
全时四驱(Full-time 4WD)
这种传动系统不需要驾驶人选择操作,前后车轮永远维持四轮驱动模式,行驶时将发动机输出扭矩按50:50设定在前后轮上,使前后排车轮保持等量的扭矩。全时驱动系统具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性,有了全时四驱系统,就可以在铺覆路面上顺利驾驶。但其缺点也很明显,那就是比较废油,经济性不够好。而且,车辆没有任何装置来控制轮胎转速的差异,一旦一个轮胎离开地面,往往会使车辆停滞在那里,不能前进。
适时驱动(Real-time 4WD)
采用适时驱动系统的车辆可以通过电脑来控制选择适合当下情况的驱动模式。在正常的路面,车辆一般会采用后轮驱动的方式。而一旦遇到路面不良或驱动轮打滑的情况,电脑会自动检测并立即将发动机输出扭矩分配给前排的两个车轮,自然切换到 四轮驱动状态,免除了驾驶人的判断和手动操作,应用更加简单。不过,电脑与人脑相比,反应毕竟较慢,而且这样一来,也缺少了那种一切尽在掌握的征服感和驾驶乐趣。
差速器:
普通差速器,虽然可以允许左右车轮以不同速度转动,但当其中一个车轮空转时,另一个在良好路面上的车轮也得不到扭矩,汽车就失去了行驶的动力。在这种情况下,还不如没有差速器更好。这样两个车轮连在一起,动力至少可以传递到另一侧车轮,使汽车得到行驶的动力,从而摆脱困境。这种情况在中央差速器也同样存在。这样,人们就开发了各种个样的差速器锁止机构。
中央差速器锁是安装在中央差速器上的一种锁止机构,用于四轮驱动车。其作用是为了提高汽车在坏路面上的通过能力,即当汽车的一个驱动桥空转时,能迅速锁死差速器,使两驱动桥变为刚性联接。这样就可以把大部分的扭矩甚至全部扭矩传给不滑转的驱动桥,充分利用它的附着力而产生足够牵引力,使汽车能够继续行驶。
不同的差速器,所采用的锁止方式是不同的,现在常见的差速器锁,大致有以下几种锁止方式:强制锁止式、高摩擦自锁式、牙嵌式、托森式和粘性耦合式。其中牙嵌式常用于中重型货车,在此就不作详述了。
1.强制锁止式 强制锁止式差速锁就是在普通对称式锥齿轮差速器上设置差速锁,这种差速锁结构简单,易于制造,转矩分配比率较高。但是操纵相当不便,一般需要停车;另外,如果过早接上或者过晚摘下差速锁,那么就会产生无差速器时的一系列问题,转矩分配不可变。
2.高摩擦自锁式 高摩擦自锁式有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止,这种差速锁结构简单,工作平稳,在轿车和轻型汽车上最常见;滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止,它可以在很大程度上提高汽车的通过性能,但是结构复杂,加工要求高,摩擦件磨损较大,成本较高。以上两种高摩擦自锁式差速器锁都可以在一定范围内分配左右两侧车轮的输出转矩,并且接入脱离都是自动进行,因此应用日益广泛。
3.托森式 托森式差速器是一种新型的轴间差速器,它在全轮驱动的轿车(如奥迪TT)上有广泛运用。“托森”这个名称是格里森公司的注册商标,表示“转矩灵敏差速器”。它采用蜗轮蜗杆传动具有自锁特性的基本原理。托森式差速器结构紧凑,传递转矩可变范围较大且可调,故而广泛用于全轮驱动轿车的中央差速器以及后驱动桥轮间差速器。但是由于其在高转速转矩差时的自动锁止作用,一般不能用于前驱动桥轮间差速器。
4.粘性耦合式 目前,部分四轮驱动轿车上还采用粘性耦合联轴器作为差速器使用。这种新型的差速器使用的是硅油作为传递转矩的介质。硅油具有很高的热膨胀系数,当两车轴的转速差过大时,硅油温度急剧上升,体积不断膨胀,硅油推动摩擦叶片紧密结合,这是粘性耦合器两端驱动轴直接联成一体,即粘性耦合器锁死。这种现象被称为“驼峰现象”。这种现象的发生极其迅速,差速器骤然锁死,因此车辆很容易脱离抛锚地。一旦挍油停止之后,硅油的温度逐渐下降,直至充分冷却后,驼峰现象才会消失。鉴于粘性耦合器传递转矩柔和平稳,差速响应快,它被推广运用到了驱动桥的轴间差速系统,当作轴间差速器,使全轮驱动轿车的性能大幅度的提高。
0-100Kw/h 加速时间(s):
汽车加速时间,象征着汽车的加速性能,既迅速增加行驶速度的能力。它包括汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。加速时间越短,汽车的加速性就越好,整车的动力性随即提高。
汽车加速性与它的删掉整车悬挂系统、车身构造、轮控系统、发动机的排量,发动机的性能都有直接的关系。在一些专业的测试试验中,甚至还会考虑风速、室外温度、地面温度、地面湿度一丝一毫的外界干扰都会影响车辆的正常加速性能。
汽车的加速方式大致分为两种:
1、原地起步加速时间,又叫原地换挡加速时间。它是指汽车从静止状态下,由第一挡起步,并以最大的加速强度(包括节气门全开和选择最恰当的换挡时机)逐步换至高挡后,达到某一预定的车速或距离所需要的时间。目前,常用0--96KM所需的时间(秒数)来评价。
2、超车加速时间,对提高汽车的平均行驶中由某一车速开始,用最高挡或次高挡全力加速至某一高速所需要的时间,用来表示汽车超车时的加速能力。目前常用48--112Km/h所需的时间(秒数)来评价。
汽车加速时间,对提高汽车的平均行驶速度有一定影响。特别是在行车途中常常要以最大的加速性来处理相关的紧急情况,比如在交叉路口起步的瞬间,在高速公路超越车辆的时候都能体现出加速性的重要性。
最高车速:
汽车的最高速度,是在水平良好的路面上(混凝土或沥青路面)汽车所能达到的最高行驶速度。
一般情况下,每款车都有自己的最高安全车速和超负荷运行下的非安全的最高车速,在一些大排量的进口高档车中都带有电子限速功能,像宝马的760Li排量达到5.97L,奔驰的S600排量更是达到了6.12L,但是这两款车的最高速度同为250Km/h,这是厂家为了有效保障驾乘人员生命安全的一项有效的保护措施,拿这两款车来说如果解除电子限速的话,相信跑过300Km/h是不成问题的。稳定的底盘设计和悬挂系统,也是车辆在达到最高行驶速度的有力保证。目前大多数跑车运用的都是液压的弹簧减振器,大家都知道现在空气的减振系统是最为流行的,但是技术的不成熟“扼杀”了它的稳定性。要想跑的快肯定要配一双“好鞋”了--低扁平比的轮胎。
低扁平比、大内径的轮胎,因胎壁较短,胎面宽阔。因此接地面积大,轮胎可承受的压力亦大,对路面反应非常灵敏,转弯时的侧向抵抗能力强,使车辆的操控性大大加强。目前国内批量生产的轿车中使用的扁平比最大的轮胎是225/55R16,而许多进口的豪华轿车或运动型轿跑车的轮胎则达到了225/45R17,甚至有的达到245/40R18,配合陶瓷刹车盘是高速的安全保证。
制动距离:
是汽车在一定的初速度下,从驾驶员急踩制动踏板开始,到汽车完全停住为止所驶过的距离。包括反应距离和制动距离两个部分。制动距离越小,汽车的制动性能就越好。由于它比较直观,因此成为广泛采用的评价制动效能的指标。正确掌握汽车制动距离对保障行车安全起着十分重要的作用。
按国家标准进行了测试。蒙迪欧就有不错的测试结果:50千米/小时至0的制动距离12.4米,比国家标准短6.6米。在实际驾驶中,这几米也许就是生死门。
汽车在行驶中,当驾驶员发现紧急情况直至踩下制动踏板发生制动作用之前的这段时间称为反应时间,反应时间内车辆行驶的距离称为反应距离。此距离的长短,取决于行驶速度和反应时间,行驶速度越高或反应时间越长,反应距离就越长。反应时间又与驾驶员的灵敏程度、技术熟练状况有直接关系。通常的反应时间为0.75至1秒,假如车速为30公里/小时,反应时间为一秒,反应距离则为8.33米。制动距离是指驾驶员踩下制动踏板产生作用至汽车完全停止时,轮胎在路面上出现明显的拖印的距离。制动距离的长短与行驶的速度、制动力、附着系数有关。行驶速度越高,制动距离越长,行驶速度与制动距离的平方成正比。制动力是指驾驶员踩下制动踏板后,阻碍并促使车轮停止转动的力。制动力的大小,除与踩下制动踏板的行程有关外,还取决于车轮与地面的附着系数,道路越光滑(如结冰路面),附着系数越小,制动距离越长。实验证明,机动车以同样的速度,在不同的道路上行驶,制动距离是不一样的。
如以30公里/小时的速度行驶在柏油路面上的制动距离为5.9米,在浮雪路面上的制动距离为17.7米,在结冰路面上的制动距离为35.4米。
各国的制动法规,都规定了各种车型在规定初速下的制动距离。超过这个距离的车辆,就是不合格车辆,不能在道路上行驶.交通管理部门在进行车辆检验时,最重要的指标之一就是制动距离。
我国对汽车(空载时)制动距离的要求是:
(1) 不超过九座的载客汽车 初速度50km/h时,不超过19m;
(2) 其它总质量不超过4.5t的汽车 初速度50km/h是时,不超过21m;
(3) 其它汽车,汽车列车 初速度30km/h时,不超过9m。
最大爬坡度:
汽车的最大爬坡度,是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度,它表征汽车的爬坡能力。爬坡度用坡度的角度值(以度数表示)或以坡度起止点的高度差与其水平距离的比值(正切值)的百分数来表示。
对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车,最大爬坡度在10°左右即可。对于载货汽车,有时需要在坏路上行驶,最大爬坡度应在30%即16.5°左右。而越野汽车要在无路地带行驶,最大爬坡度应达30°以上。
就拿雪弗兰开拓者 & 猎豹黑金刚这二款越野车来比较一下,黑金刚的最大爬坡度(%)为70,而开拓者最大爬坡度(%)为50,由此我们可以看出,黑金刚的最大爬坡度数据明显比开拓者具有优势,保证了猎豹卓越的爬坡能力和跨越障碍的能力;承载者驾驶着他驰骋越野的梦想,能到达更多他想去的地方,在驾驶中带给你的是无尽的自由和征服感。
油耗(L/100Km):
油耗:俗称汽车在行驶完100公里的耗油量。由于国内成品油价格一再上涨,面对这样的冲击,消费者更加关注汽车油耗问题。
如二厢飞度油耗(L/100KM): 4.9, 相对于同排量轿车,从家庭经济性用车来考虑,它一年能节省油钱2000元左右,算得上是经济型轿车的较较者,物有所值。
经专家分析,影响汽车经济性的主要有四大方面的因素:
1、汽车本身的质量; 2、汽车车身的风阻系数;
3、汽车发动机的技术水平; 4、用车者的驾驶习惯与驾驶技术。
汽车的经济性指标主要由耗油量来表示,是汽车使用性能中重要的性能。尤其我国要实施燃油税,汽车的耗油量参数就有特别的意义。耗油量参数是指汽车行驶百公里消耗的燃油量(以“升”「L」为计量单位)。在我国这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准, 通过样车测试得出来的。它包括等速油耗和循环油耗。
等速油耗(Constant-Speed Fuel Economy) 等速油耗是指汽车在良好路面上作等速行驶时的燃油经济性指标。由于等速行驶是汽车在公路上运行的一种基本工况,加上这种油耗容易测定,所以得到广泛采用。如法国和德国就把90Km/h和120Km/h的等速油耗作为燃油经济性的主要评价指标。我国也采用这一指标。国产汽车说明书上标明的百公里油耗,一般都是等速油耗。 不过,由于汽车在实际行驶中经常出现加速、减速、制动和发动几怠速等多种工作情况,因此等速油耗往往偏低,与实际油耗有较大差别。特别对经常在城市中作短途行驶的汽车,差别就更大。
道路循环油耗(Fuel Economy of Chassis Dynamometer Test Cycles) 道路循环油耗,是汽车在道路上按照规定的车速和时间规范作反复循环行驶时所测定的燃油经济性指标,也叫做多工况道路循环油耗。在车速和时间规范中,规定每个循环包含各种行驶的功况,并规定了每个循环中的换挡时刻、制动与停车时间,以及行驶速度、加速度及制动减速度的数值。因此,用这种方法测定的燃油经济性,比较接近汽车实际的行驶情况。 美国汽车工程师学会(SAE)制定了SAEJ10926道路循环试验规范,被广泛采用。这一规范,包括四种不同的循环:市区、郊区、州际(55Mile/h)和州际(70Mile/h)。在了解美国汽车的燃油经济性时,应分清所采用的是哪种循环,才能进行比较。
风阻系数:
所谓风阻就是风的阻力。一般车辆在前进时,所受到风的阻力大致来自前方,除非侧面风速特别大。不然不会对车辆产生太大影响,就算有,也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。
风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此说风阻系数越小越好。
一般来讲,我们在马路上看到的大多数轿车的风阻系数在0.28—0.4间,流线性较好的汽车如跑车等,其风阻系数可达到0.25左右,一些赛车可达到0.15左右。
风阻系数与汽车油耗有成正比的关系,因此降低空气阻力系数,对于降低汽车的燃料消耗,有重要的实际意义。根据测试,当一辆轿车以80公里/时前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。我们在来看看这样的一个比较。威姿和赛马同样是中国车市上的小鬼,威姿(Vizi)在60km/h和90km/h时的等速油耗分别是每百公里4.75L和6.14L,而赛马在60km/h和90km/h时的等速百公里油耗分别是5.80L和7.33L,威姿之所以要比赛马低一些,这主要归功于它较轻的整备质量和较小的风阻系数;其实赛马的机器还是挺省油的,只是1180kg的整备质量和方头方脑的造型带来的高风阻系数让它在油耗一项测试上吃了点亏。
那么如何降低汽车的风阻系数呢?
风阻系数的大少取决于汽车的外形。无庸置疑的,流线型的车身必可获得理想的风阻系数。法拉力和雷诺无疑是汽车流线型设计领域中的佼佼者。
所以,在选购汽车时,车身的流线型的好坏也不能忽视,因为它直接影响车的油耗。
燃油类型、标号:
汽车使用的燃料,大多是汽油和轻柴油。汽油发动机燃用汽油,柴油发动机燃用轻柴油。它们都是从石油中提炼出来的产品。但大家现在对燃油的问题,很多人的理解进入了误区,认为对于发动机来说高标号的汽油肯定比低标号的油好,其实并不是这样,什么样的发动机有不同的压缩比,可以选择相适用的标号汽油。
中国车友应该认同一个事实,中国汽油的烃链比较短,含硫量高,杂质多,所以虽然是同一标号的汽油,跟国际比,在燃烧效果油耗方面有一定的差距,发动机出现积炭的机率会高很多。经常,汽车用户因为发动机抖动问题或者怠速问题找到加油站,加油站说:我们的燃油质量绝对符合国家标准(中石油、中石化均这么称);找到维修站,维修站说:我国的燃油质量不合格中国人都知道,要告你们告加油站。维修站的的解决办法是:用户付清洗费,他们帮助清洗油路。而消费者苦的是无法对燃油的质量进行鉴定。很多人虽然对目前的燃油质量持有很大的怀疑。就像得胃病的人,大多与饮食习惯不良有关一样,任何技术故障都有它一定的科学解释,但是就是没有一个机构调查此现象和进行核实。
日益上升的油价让消费者不得不重视油耗问题。就汽油来说,97#于93#相比是否会更省油?两种燃油不小心混用有什么后果?相信大家都很想知道。
一、 要理解93#和97#的区别,有必要先了解一些基本概念:
1、压缩比:
汽车选择汽油标号的首要标准就是发动机的压缩比,也是当代汽车的核心节能指标。引擎的运行是由汽缸的“吸气--压缩--燃烧--排气--吸气”这样周而复始的运动所组成,活塞在行程的最远点和最近点时的汽缸体积之比就是压缩比。降低油耗的成本最低效果最好的方法就是提高发动机的压缩比。提高压缩比只是改变活塞行程,混合油气压缩得越厉害,它燃烧的反作用也越大,燃烧越充分。但压缩比不是轻易能动的,因为得有另一个指标配合,即汽油的抗爆性指标,亦称辛烷值,即汽油标号。
2、爆震与抗爆性:
一般认为,活塞在行程的上止点后10度左右,燃烧产生最大压力时,推动活塞的力度最大(就象是荡秋千,在到达最高点后一点使劲秋千最快)。比如1000转的时候,燃烧过程相当于曲轴转角的20度,就是说提前10度点火,引擎最有力。而到了4000转,活塞运动得快了,燃烧过程就相当于曲轴转角的60度了,就需要提前50度点火,就这样随转速的提高,点火是越来越提前。最终会达到一个转速,还没点火油气就烧起来了,这就是爆震。
汽油的标号决定了爆震点的早晚,其实也就是决定了引擎的功率大小。燃油的抗爆震性能随它的组成而异。燃油的抗爆震性越高,发动机的压缩比也可能高些,发动机的经济性和动力性都会得到提高。
确定燃油的抗爆震性是很困难的,因为燃油的抗爆震性不仅取决于燃油的性质,还随发动机的型式、空燃比、冷却水温、进气温度、点火提前角、气门定时等而变化。
3、辛烷值--标号:
为评定燃油的抗爆震性能,一般采用两种方法:马达法和研究法。评定工作一般在一台专门设计的可变压缩比的单缸发动机上进行。
马达法规定试验工况为:进气温度149℃,冷却水温度100℃,发动机转速900 r/min,点火提前角为上止点前14°~26°。试验时,先用被测定燃油工作,逐渐改变压缩比,直到爆震仪上指出标准爆震强度为止。然后,保持压缩比等条件不变,换用标准燃油工作。标准燃油是由抗爆性很高的异辛烷C8H18(定其辛烷值为100)和易爆燃的正庚烷(定其辛烷值为0)的混合液。逐渐改变异辛烷和正庚烷的比例,直到标准燃油所产生的爆燃强度与上述被测燃油相同时为止。这时标准燃油中所含异辛烷的体积百分数就是被测燃油的辛烷值。辛烷值高,燃油的抗爆震性就好,反之抗暴性就差。
例如:某燃油辛烷值为80,这就是说该燃油与含异辛烷80%和正庚烷20%的混合液的抗爆性相同。这就是对燃油抗爆性的评价标准。
研究法与马达法的试验方法相同,只是规定的试验条件不同而已。研究法规定的工况为:进气温度为51.7℃,冷却水温度为100℃,发动机转速600 r/min,点火提前角为13°。
由于马达法规定的条件比研究法苛刻,因此所测出的辛烷值比较低。同一种燃油用马达法测出的辛烷值为85时,相当于研究法辛烷值为92;马达法为90时,研究法为97。现在加油站用的是研究法辛烷值。
一般来说,工厂提高汽油辛烷值的途径有三个:一是选择良好的原料和改进加工工艺,例如采用催化裂化、重整等二次加工工艺。二是向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分,例如异辛烷、异丙苯、烷基苯等。三是加入抗爆剂。
二、降标用油与超标用油:
93号油比90号油贵5%,但能耗也小5%左右,从百公里耗油钱量上比,理论上是相等的。但考虑93号油匹配的高压缩比发动机用90号油时会发生二次燃烧和不完全燃烧现象,将额外损失5%-8%的功率,再考虑对车辆造成的维护费增加,车况下降,寿命减少等一系列后果,降标用油的费用就进去了。
汽油是极易挥发的液体,零下30摄氏度时仍有可燃成分挥发出来,当汽油标号过低时,压缩的混合油气将在点火前自燃,点火时,已开始自燃的油气又将产生强烈爆炸,使原先精确设计的燃烧程序失控,一部分汽油做了负功,一部分因为燃烧过程与活塞行程不同步不能完全燃烧,造成进气阀和缸内严重积碳,油耗增加,尾气恶劣。当汽车高速行驶时,混乱的燃烧过程将产生连续爆震,它会严重损伤发动机,造成火花塞绝缘破裂,电极过度燃烧,活塞敲缸,活塞环卡死,气门烧蚀等后果。这种“疯狂”的传动方式,让自己汽车的传动方式在“高频摇滚”状态下工作,后果可想而知。
最近几年,97#汽油开始在国内市场广泛出现。一些车友对汽油的使用也陷入了一种误区,就是热衷于使用高标号的汽油。甚至一些车友把汽油的标号看成是燃油纯净度和质量的标准。这是错误的。其实汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小,绝不能把标号与纯净度和质量混为一谈。用93号油的发动机硬要用97号油就会出现“滞燃”现象,即压到了头它还不到自燃点,一样会出现燃烧不完全现象。
三、国内汽油分析:
从目前国内燃油状况来看,很多97#汽油其实是在90#的汽油中加入了异辛烷、异丙苯、烷基苯等添加剂以及MTBE抗爆剂而来的,并不是在生产过程中提高催化裂解、二次重整等加工工艺而来的。97#油的售价高,利润大,滋长了一些企业滥用添加剂的风气。他们不择手段地提高汽油的辛烷值,全然不顾燃油在其他方面的综合使用状况,这造成了相当一部分97#汽油容易造成发动机积碳,甚至机件被腐蚀的情况。目前这些现象较多地出现在一些进口高档汽车以及POLO、派力奥和西耶那最近新出品的手自一体Speedgear系列等压缩比超高的车型身上。
相对而言,国内90#和93#汽油的加工工艺是比较过关的,而且售价相对较低,利润相对没那么丰厚,因此较少有企业在90#和93#汽油上动手脚。
另一方面,由于90#汽油已经普及多年,绝大多数90#汽油的储运工具和加油站油缸也都使用了多年,在储运工具和加油站油缸中积淀的杂质越来越多,这造成了90#汽油的质量问题主要体现在杂质方面。
而93#汽油只开始大面积推广了两年多,多数加油站的93#油缸还都比较干净。因此,相对而言,93#汽油最为可靠。
在实践中,不同的车友对于93号油和97号的使用有不同的心得和不同的说法:
1、93派:
93和97只是辛烷值不同而已,和燃油的清洁度没有关系,因此97比93清洁有待考证。只是燃油来源不同,质量不稳定,在有的加油站97可能只达到93的标准。 97比93不一定会让车更有劲(甚至相反), 只是因为油质纯, 油耗有可能有所下降。
2、97派:
97油抗爆性好一些,用起来发动机的动作比较柔和,动力和油耗方面没有感觉。 97百公里比93省半个油,差价也找回来了,97挺好的啊!是显得比93的肉点,但是转速拉上来感觉平顺性很好,没什么太多的不同,而且97的好像比93的省油。GiX车: 用97,节流阀、喷油嘴、油路、汽缸都干净、也不多花钱,何乐不为。 感觉97的跑起来更柔和一点,至于加速和油耗,和93差不多。纯个人感觉,而且区别挺明显。97的感觉比93的爽,不过改用97的之后油耗比93的高1L,也可能是路不好。
3、中间派:
都用过一段时间,感觉93比较有劲,但97好像能多跑一些公里,感觉花同样钱基本上公里数无太大差别,省不了多少钱。GTX从93#油换97#油没什么感觉。 加97的车比较轻、省油,但提速没力。 T系车比I系车压缩比要高一点(当然,没高到必须使用97油),CT车:在车友用车的感受中,97比93提速要稍微慢一点,并不是提速不好,是有一点延迟,不象93那么爆,感觉一下就上来。 不要过于在意,不过要加97号油就要坚持。
最后建议用户还是按照用户手册的要求加相应的燃油,不然届时保养问题厂商会因此刁难!对于高档进口车还是建议用97#油,对于国产中档车,93#油足以。不小心混用了两种燃油,问题不大,用完后加回原来的油号就可以了。
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