發(fā)動機的秘密:減少慣性損耗
聲明
本人并非發(fā)動機工程方面的人,只不過曾經(jīng)在某已解散車隊工作過,也長期玩車,所以知道一點點皮毛,畢竟非專業(yè)人士知道簡單有效即可,研究原理那是專業(yè)人士的事情。 序
我先舉個例子,國貴毅創(chuàng)的L15B2,自然吸氣180PS以上。改裝了連桿,氣門彈簧,缸蓋拋光加大氣門,火花塞等等。 卻保留了原廠的活塞,原廠的凸輪軸,原廠的進氣歧管,原廠的大小瓦,原廠的缸墊等等,這是怎么做到180匹? 一是他們還定制了專用的賽車曲軸,有非常優(yōu)秀的動平衡。 二是他們的精確組裝,降低了一定的公差,特別是針對氣密性的重組。 三是輕量化的連桿,可以在一定程度上降低運轉(zhuǎn)慣性損失。 沒有這三點或者改裝件,其他同樣的硬件,根本做不出180匹美制馬力的功率。 減少發(fā)動機的運轉(zhuǎn)慣性損耗,一般都是大廠改裝和賽車改裝的基礎(chǔ)工作。比如說,就算民用車跟賽車一樣的功率,賽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速響應(yīng)卻更快。或者同樣的硬件,賽車發(fā)動機的功率總能更高,先別管高多少,反正一定更高。 這里面我先拋開發(fā)動機電腦的影響,因為這方面已經(jīng)是單獨的一門學(xué)科,所以只討論硬件影響。 發(fā)動機缸徑與沖程的背后
理論上,沖程越短,轉(zhuǎn)速響應(yīng)越快,轉(zhuǎn)速上限越高。 1.短沖程可以在曲軸與連桿的杠桿力矩上,降低運轉(zhuǎn)慣性損失,尤其是活塞的重量在杠桿中起到非常大的作用 2.理論上更短的沖程,曲軸連桿的重量越輕,克服運轉(zhuǎn)慣性所需的做功越少 這一些是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),沒什么好介紹的。 精準定容積
各氣缸的單缸容積相近,降低各個氣缸的容積公差,準確測量后,采用精確的鏜缸修復(fù),向最大的參數(shù)靠攏。 同時要求到各氣缸的活塞高度基本一致 原理的話就懶得解釋了,簡單來說,氣缸容積越大所能產(chǎn)生的扭矩肯定也越大,那如果這個小,那個大呢?那么扭矩受到各個氣缸的運轉(zhuǎn)沖擊力矩是接近一致的嗎? 其實在海外這種玩法是非常流行的,大部分熱門引擎的改裝活塞都會加大0.5mm缸徑,在很多玩車的天堂都是基本操作。 降低運轉(zhuǎn)摩擦損失
強化大小瓦的一個作用就是降低摩擦損失。 活塞可以通過結(jié)構(gòu)與接觸面的設(shè)計降低活塞的摩擦,比如著名品牌JE的FSR活塞側(cè)面異形構(gòu)造。也可以通過添加低摩擦涂層在活塞側(cè)面。鍛造活塞是數(shù)控直接做出來的,所以精確度肯定不是一般的普通鑄造活塞可以比,相互的公差也會明顯要小。 在氣缸內(nèi)壁上,采用高強度的低摩擦涂層,降低摩擦,比如AMG A45S的M139、BMW M4 F82的S55等等。或者豐田與雅馬哈合作的2ZZ,在路特斯elise上有用。當然,一般都應(yīng)用在全封閉水道或者干脆就是無缸套的引擎。但其實這種技術(shù),想用在哪都可以。 不同機油的度和抗剪切等參數(shù),這里就先不介紹了,說點別的。 油底殼擋板,這玩意兒可以幫助發(fā)動機穩(wěn)定機油運轉(zhuǎn),沒有這玩意兒的話機油潤滑不均勻的狀況會出現(xiàn)更多。比如說老款brz/86容易拉瓦,這也是一個原因。 發(fā)動機的骨髓→曲軸
一條好的曲軸,會在控制好重量的情況下,具有更優(yōu)秀的高轉(zhuǎn)速動平衡,動平衡做好了也就意味著整條曲軸的力矩公差也會變小,運轉(zhuǎn)起來,抵消慣性損失的做工也越少。 這就是賽車曲軸。 飛輪
理論上這是一個臨時性儲能的部件,但是它的動平衡、本身的重量也對發(fā)動機響應(yīng)速度有非常關(guān)鍵性的影響。理論上更輕量的單質(zhì)量飛輪會比原廠更加頓挫,一個原因是轉(zhuǎn)速降的太快,飛輪應(yīng)該起到的緩沖作用也變少了,還有一個原因就是某些品牌的飛輪動平衡稍微差一些。 比如說很多比較便宜的國產(chǎn)輕量化飛輪,一般只做8000轉(zhuǎn)撐死9000轉(zhuǎn)的動平衡。 但如果是比較昂貴的國產(chǎn)定制輕量化飛輪,或者是進口飛輪,都會做10000甚至14,000轉(zhuǎn)的動平衡。 動平衡其實從理論上是越優(yōu)秀越好,像飛度的發(fā)動機如果要做超過8000轉(zhuǎn),肯定要用更貴的飛輪。 總結(jié)
發(fā)動機是一個非常龐雜的學(xué)科,本人也只是略懂皮毛,甚至可能胡說八道,大家就僅供參考吧。但這里面的內(nèi)容大部分都是我親眼見過,或者干脆就是我自己的實戰(zhàn)經(jīng)驗,從我個人的角度上都是比較可信的。如果有專業(yè)人士看我的文章,那么歡迎指點