淺談發(fā)動機的外特性和萬有特性
我們在購買車輛的時候在配置表里通常會看這樣幾項參數:最大功率、最大功率轉速、最大扭矩、最大扭矩轉速,以此來判斷動力的強弱,伴隨著渦輪增壓技術的普及,相同排量的自然吸氣的發(fā)動機功率和扭矩都得到了提升,但是為什么還有很多人吐槽小排量渦輪增壓發(fā)動機動力弱,低轉速扭矩輸出弱,想要看這其中的功率輸出變化這就要提到發(fā)動機的外特性曲線圖了。
發(fā)動機的外特性曲線圖包括:轉速、功率、扭矩這三個參數(有些廠家可能會將燃油消耗添加進去),外特性是決定發(fā)動機性能的決定性因素:通過功率判定發(fā)動機的最高速度性能、扭矩判定發(fā)動機的加速、負載能力,三者的物理關系為P=MN/9550,其中P為功率M為扭矩N為轉速。
發(fā)動機外特性曲線是當發(fā)動機節(jié)氣門開度為100%時測得的發(fā)動機輸出功率(扭矩)隨轉速變化的曲線。它表現的曲線特征是∶功率曲線和扭矩曲線都呈現凸形曲線,但兩者表現是不一樣的。在汽油發(fā)動機外特性曲線中:功率曲線在較低轉速下數值很小,但隨轉速增加而迅速增長,轉速增加到一定區(qū)間后,功率增長速度變緩,直至最大值后就會下降,盡管此時轉速仍會繼續(xù)增長。
上圖為測試馬自達阿特茲的發(fā)動機外特性圖,左面豎標為扭矩 右面豎標為功率 下面的橫標為轉速,由圖可以看到在3300rpm獲得的最大扭矩轉速,扭矩輸出平穩(wěn)5000rpm之后扭矩才開始下降,最大功率出現在6100rpm左右,其作用在于可以通過發(fā)動機外特性曲線圖了解發(fā)動機的性能和特點,了解功率、扭矩、耗油量和轉速之間關系,并找出發(fā)動機最佳的工作區(qū)域,根據負荷變換檔位、選擇最佳的經濟區(qū)間。
功率的曲線圖在較低轉速下數值很小,但隨轉速增加而迅速增長,轉速增加到一定區(qū)間后,功率增長速度變緩,直至最大值后就會下降,盡管此時轉速仍會繼續(xù)增長。
扭矩曲線則與功率曲線相反,它往往在較低轉速下就能獲得最大值,然后隨轉速上升而下降。
上面我們講到發(fā)動機的外特性,但是發(fā)動機外特性是100%油門開度下轉速、扭矩、功率三者之間的關系特性,日常駕駛很少用到地板油,不能準確衡量動力輸出。
嚴格意義上,輪邊動力才是車輛動力的最終決定因素,從發(fā)動機到車輪,中間經過整個傳動系統(tǒng)。相應的,傳統(tǒng)系統(tǒng)的效率和傳動比會決定發(fā)動機能量的傳輸效果。在此,先不談總的傳動比、傳動效率,先說說發(fā)動機的動力輸出邏輯——也就是發(fā)動機標定。
相同轉速不同負荷下(不同油門)對應功率扭矩大小——發(fā)動機萬有特性(還包括燃油消耗),日常駕駛可以直觀感受到。發(fā)動機外特性是衡量發(fā)動機可以達到的最大性能,是整個動力性能的基礎反映,至于這個性能使用多少,就是標定來決定,這也是相同發(fā)動機有高低功率版的根本原因。
主要通過調整點火提前角、噴油正時(包括噴油時機、噴油量)來達成動力、排放、經濟性,乃至于NVH性能的統(tǒng)一、妥協(xié)。同時決定相同轉速不同負荷下的功率、扭矩、燃油消耗形成發(fā)動機萬有特性圖。
發(fā)動機萬有特性曲線圖,也叫MAP圖;其中,平均有效壓力是指單位氣缸容積內所做的有效功,用來衡量發(fā)動機做功能力。
縱坐標有兩部分組成,左側縱坐標表示扭矩,右側縱坐標表示缸壓;橫坐標表示轉速。實線表示燃油消耗率,單位是g/kw;虛線表示功率。每一條實線和虛線上數值大小相同,所以也被稱為等油耗率曲線、等功率曲線。
利用這張圖,就可以找到同一轉速下不同負荷的動力輸出,部分負荷特性,也可以找到。每個轉速下都有一個最大功率輸出點,同時對應一個最大扭矩,此時的功率和扭矩就是“地板油”時的動力——外特性輸出。
同時,也能看到部分負荷特征時,輸出的功率扭矩基本成線性分布,可以這么理解——外特性的輸出特征決定了部分負荷的輸出特征。所以外特性可以比較準確的衡量發(fā)動機動力性。
萬有特性曲線可以確定發(fā)動機最經濟的工作區(qū)域,針對這張圖上的該款發(fā)動機,經濟性最好的區(qū)域是圖示黃圈位置。油耗最低,轉速集中在2800-3200轉,對應功率分布在25-32kw,扭矩在81-102N.m區(qū)間內。
每款發(fā)動機萬有特性不一樣,經濟性區(qū)間也不一樣,不能一概而論什么轉速區(qū)間油耗低。
比如這款汽油機經濟性最好的區(qū)間是1800-4100區(qū)間,對應功率涵蓋17-46kw,扭矩86-120區(qū)間。就經濟性來說,希望這個等油耗率曲線覆蓋更大的轉速區(qū)間,同時功率扭矩輸出區(qū)間也盡可能大,這樣可以覆蓋更多的工況。
請輸入評論內容...
請輸入評論/評論長度6~500個字
圖片新聞
最新活動更多
推薦專題
- 項目經理(汽車內飾&汽車電子) 伯恩光學(惠州)有限公司
- 結構工程師-汽車電子事業(yè)部(J10116) 深圳奧尼電子股份有限公司
- 產品工程師(汽車) 易思維(杭州)科技股份有限公司
- 銷售總監(jiān)-汽車電子方向 深圳市智立方自動化設備股份有限公司
- IE工程師(汽車智聯(lián)) 惠州碩貝德無線科技股份有限公司
- 銷售經理(汽車新能源行業(yè)) 廣州瑞松智能科技股份有限公司
- 高級軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動化高級工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級銷售經理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術專家 廣東省/江門市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結構工程師 廣東省/深圳市