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前些年涡轮增压发动机还不是这么流行的时候人们总喜欢把自吸发动机分为两种,一种是高转速发动机,一种是低转速发动机。其实说白了就是最大扭矩转速的高低。最大扭矩转速来得早的被称为低转速发动机。最大扭矩来得晚的被称为高转速发动机。低转速发动机平时稳着开很舒服,油耗也低。高转速发动机适合跑快,转速拉起来后动力源源不断。那究竟低转速大扭矩是怎样实现的呢?今天咱们就来说说这个话题。
扭矩怎么来的
扭矩可以理解为发动机有多大力气。这个力气来自混合气燃烧膨胀对活塞产生的推力。比如上图,混合气膨胀推动活塞,而活塞又推动连杆,连杆推动曲轴,力量就这么产生了。
所以我们知道想要提升扭矩有两个个要素:提高混合气膨胀力量。增加连杆推动曲轴的力矩。
提高混合气膨胀力量的方法
1、提高混合气数量
简单来说就是增加低转速时的进气量,进气多了活塞就能压缩更多的空气,压力就更大。而且混合气多了能多喷油,燃烧膨胀力量也更大。涡轮增压发动机就是这个套路。提高混合气数量就又牵扯到很多因素了,比如进气道形状、进气门形状、气门重叠角、进排气正时、燃烧室形状等。
2、提高压缩比
这个好理解,压缩比越大混合气压缩程度越大,压缩冲程末端燃烧室压力就更大,做功冲程混合气燃烧对活塞的反作用力也越大。
3、增大点火提前角
我们普遍认为发动机工作时活塞到达上止点开始向下运行时火花塞才开始点火。而实际上活塞在压缩冲程末端火花塞就开始点火了,这就叫提前点火。提前点火是可以增加发动机输出扭矩的。因为提前点火可以增加活塞压缩压力,这样在做功冲程反作用力也更大。
4、增加活塞行程
增加活塞行程可以充分利用混合气膨胀的能量,增加推动活塞的时间,从而提高扭矩。
提高连杆驱动曲轴的力矩
比如上图,绿色箭头代表连杆对曲轴的推力,而L是推力的力矩。推力相同的情况下力矩L越大最终在曲轴上产生的作用力越大。这就像我们用撬杠撬东西,撬杠越长力量越大。而增加力矩的方法就是提高曲轴回转半径,而这又导致活塞需要更长的冲程,也就是我们所说的小缸径长冲程,这一点跟柴油机是一个道理。
其实一台发动机结构定型后其最大扭矩转速基本上已经确定了,因为机械结构决定了最大进气量转速,而工程师要做的就是针对硬件特性去合理控制各种因素来提升扭矩。
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快照生成时间:2022-12-23 23:45:04
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