汽車動(dòng)力漫談 —— 影響動(dòng)力的幾個(gè)因素

本期來(lái)聊一聊關(guān)于汽車動(dòng)力的幾個(gè)關(guān)鍵影響因素,前兩方面主要針對(duì)家用油車,不過(guò)原理相通,電車也可以參考。
一、 發(fā)動(dòng)機(jī)(馬力/功率)
馬力和功率都是用來(lái)表示動(dòng)力單元輸出的動(dòng)力大小,兩者只是單位不同,通常我們使用的是公制馬力,也叫作米制馬力,單位是匹(ps),功率的單位是千瓦(kw)。馬力和功率可以通過(guò)下面的關(guān)系進(jìn)行換算:
1匹(ps) ≈ 0.735千瓦(kw)
1千瓦(kw) ≈ 1.360匹(ps)
除了馬力,扭矩也是衡量一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),一般也稱作扭力或轉(zhuǎn)矩,單位是牛米(N·m),同樣轉(zhuǎn)速條件下,扭矩越大,發(fā)動(dòng)機(jī)越有力,能夠拉動(dòng)的重量就越大。扭矩和馬力的數(shù)值在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)并不是固定的,要到某個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間才能分別達(dá)到峰值。
一般家用車燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的最大馬力在100~200匹,也就是100千瓦左右。大馬力的可以到250匹左右,但動(dòng)力經(jīng)過(guò)變速箱等部件的傳遞會(huì)發(fā)生衰減,一般最終傳到車輪上的馬力只有發(fā)動(dòng)機(jī)馬力的80%左右。而最大扭矩一般在200牛米左右,超過(guò)300牛米在家用車中就可以說(shuō)是比較大力的了。
發(fā)動(dòng)機(jī)是決定一輛汽車動(dòng)力好壞的根本。除了發(fā)動(dòng)機(jī)自身的性能,渦輪增壓系統(tǒng)也可以顯著提高汽車的輸出動(dòng)力,因?yàn)樵鰤浩骺梢栽黾舆M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量,從而提升燃燒效率。
二、 變速箱
變速箱一般分為手動(dòng),雙離合,CVT和AT這幾種。其中雙離合變速箱又分為濕式和干式。
手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,通過(guò)齒輪之間的硬連接傳遞動(dòng)力,傳動(dòng)效率高,動(dòng)力輸出直接,但換擋的時(shí)候需要手動(dòng)先斷開離合器以切斷動(dòng)力,換到正確的擋位后再恢復(fù)動(dòng)力,所以動(dòng)力輸出會(huì)在換擋時(shí)中斷較長(zhǎng)時(shí)間,要達(dá)到理想的換擋時(shí)機(jī)和速度需要駕駛員具備較高的技能。

雙離合變速箱采用了兩套離合裝置,通過(guò)電腦自動(dòng)判斷時(shí)機(jī)進(jìn)行換擋。如果順序升降檔,后續(xù)擋位的同步器可以在準(zhǔn)備換擋前就提前轉(zhuǎn)起來(lái)和輸入軸保持同步,理論上會(huì)比手動(dòng)擋的換擋間隙更短。但由于城市街道環(huán)境中多數(shù)情況下是需要頻繁升降檔,所以實(shí)際的換擋邏輯就取決于廠家的調(diào)教,調(diào)教不好的雙離合在換擋時(shí)會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)目標(biāo)擋位并未提前準(zhǔn)備好,而產(chǎn)生頓挫,影響動(dòng)力傳遞。
干式和濕式的區(qū)別在于齒輪是否被油所浸泡,干式雙離合靠風(fēng)冷,冷卻效果比不上采用油冷的濕式雙離合,在長(zhǎng)時(shí)間行駛后容易發(fā)生過(guò)熱衰減而影響性能。
干式雙離合由于傳動(dòng)原理和手動(dòng)變速箱幾乎一樣,所以傳動(dòng)效率高,動(dòng)力輸出直接。而濕式雙離合雖然傳動(dòng)部分和干式一樣,但由于其齒輪泡在油中,所以轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候油液也會(huì)被齒輪帶動(dòng),從而對(duì)動(dòng)力會(huì)有少量的影響。

CVT變速箱為無(wú)級(jí)變速,一般采用皮帶或鋼帶連接輸入和輸出輪的方式來(lái)傳輸動(dòng)力,通過(guò)電腦調(diào)整皮帶或鋼帶接觸輸入或輸出輪的直徑以達(dá)到所需要的傳動(dòng)比,理論上能夠?qū)跷缓彤?dāng)前的車速進(jìn)行完美的匹配,減少燃油的浪費(fèi),所以在經(jīng)濟(jì)性上會(huì)比較有優(yōu)勢(shì)。但皮帶或鋼帶本身對(duì)力的承受要弱于齒輪對(duì),再加上皮帶或鋼帶與輸入輸出輪之間的摩擦力較為有限,如果瞬間動(dòng)力輸入過(guò)大容易產(chǎn)生打滑,所以CVT變速箱通常不適用于大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)。

AT變速箱結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,主要結(jié)構(gòu)也是通過(guò)齒輪或齒環(huán)的嚙合來(lái)進(jìn)行動(dòng)力的傳遞,所以可以和手動(dòng)或雙離合變速箱一樣傳遞較大的馬力。與手動(dòng)變速箱比,AT變速箱使用電腦判斷并執(zhí)行換擋操作,并且存在一個(gè)液力變矩器,在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速相差過(guò)大時(shí),動(dòng)力會(huì)通過(guò)液力變矩器進(jìn)行傳遞,直到輸出軸轉(zhuǎn)速跟上曲軸,再改用硬連接傳遞動(dòng)力。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于換擋時(shí)會(huì)非常平順,但缺點(diǎn)是在低速急加速時(shí),動(dòng)力傳遞不夠直接,會(huì)在液力變矩器中損失掉一部分馬力。
三、 車重(推重比)
普通家用車的重量一般在1~2噸之間,同樣的馬力,越重的車動(dòng)力表現(xiàn)越差,有個(gè)量化的參數(shù)是推重比,即"匹/噸 (Ps/t)",一般家用車的推重比在100-150 Ps/t,推重比在150 Ps/t以上就屬于較高的了。
四、 車身結(jié)構(gòu)(風(fēng)阻系數(shù))
車身結(jié)構(gòu)主要考慮的是空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),在低速行駛時(shí),不同車身結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力的影響不明顯。但當(dāng)車速高起來(lái)后,風(fēng)阻系數(shù)低的車身設(shè)計(jì)會(huì)獲得更好的表現(xiàn)。對(duì)比不同車型的風(fēng)阻系數(shù),通常來(lái)說(shuō)三廂轎車<兩廂轎車<SUV<越野車。
五、 車輪
車輪有兩個(gè)方面對(duì)動(dòng)力的影響比較明顯:
第一個(gè)是輪子的直徑,小輪子的扭力大,加速性能較好;大輪子的扭力小,加速性能較差,但極速較小輪子更高。
另一個(gè)是輪胎的花紋和寬度,這個(gè)影響的是抓地力,也就是汽車與地面的摩擦力。花紋的選擇不僅要考慮抓地力,排水性能也是很重要的,會(huì)顯著影響濕地的表現(xiàn)。對(duì)于寬度而言,越寬的輪胎抓地力越好。抓地力好的車在急加速時(shí)不易打滑,且剎車距離更短,但相應(yīng)的油耗會(huì)有所上升。
~混搭老Y~