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汽车排量大小的区别

2021-03-26    
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内容概述:

  1. 排量概念
  2. 增扭方式
  3. 两类内燃机的水平差异解析

【排量】燃油汽车汽车的专属名词,概念是内燃式热机所有气缸的「进气或排气·空气流体体积总和」;内燃机是各类发动机中一种类型,“内”的概念指燃烧做功的动作在机体内部的“燃烧室”(气缸里)完成;通过产生的热能推动活塞连杆曲轴等机械结构运转,以达到输出动力的目的。

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【燃烧做功】的本质是可燃物的氧化欢迎,汽柴油是通过燃油中的碳氢化合物与氧气还原,在反应过程中分子不规则的剧烈运动是推动力的基础;而热能和光能其实只是反应的产物,热能转化动能的含义可以理解为“把反应过程定义为转化热能”,那么这与排量有什么关系呢?

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知识点

1:每种燃料的热值都是固定的,比如汽油的热值为「44000KJ/KG」(每公斤4400千焦);而燃烧产生的热能只有很小一部分可以转化为机械能(动力),比例平均为35%左右,剩余部分会因为冷却吸收、结构运动、进排气压力等因素损耗掉,或者说转化为其他非动能的“无用功”。

这就要对排量有相当严格的要求了,因为燃料热值固定,但是转化损耗很大;想要获得充足的能量(扭矩),只能通过燃烧更多的燃料来提高能量基数。

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2:内燃机的喷油量等于单次做功燃料基数的概念,而燃烧多少汽油需要消耗多少氧气,其比例是固定的14.7:1。

然而内燃机的进气量大小会受到很多客观因素的影响,如果以调整喷油量的方式控制进气量则会“失准”;正确的方式是按照进气量的标准计算喷油量,进气量的大小自然是以排量大小决定了。比如2.0L(升)的四缸发动机,每组气缸运行时吸入的空气就是0.5L,喷油量则可以按照空气燃料比的14.7:1计算油量,那么排量大小的区别也就很好理解了。

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动力差异:

很显然小排量的1.5L发动机喷油量肯定更低,在使用相同热值燃料的前提下,燃烧产生的热能转化成为的扭矩就会小一些。比如2.0L自然吸气发动机最大扭矩200N·m,但是1.5L最高也不过150N·m;

扭矩×转速÷9549×1.36=马力,扭矩小则马力低,车辆的动力自然会差一些了;但是喷油基数小耗油量(油耗)也会更低,至少自然吸气发动机是可以这样评价,涡轮增压机型就比较特殊了。

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增扭方式

燃烧本质为氧化反应,氧气浓度决定反应强度!

这是解析涡轮增压发动机「排量特殊性」的基础,要知道同样以2.0L的排量为基础,2.0Turbo增压机的最大扭矩可以达到400N·m,而且这还只是汽油机的标准,柴油发动机的极限为480N·m(参考上柴π-双涡轮机型)。

为什么相同排量的内燃机,用增压技术后的扭矩会有这么大的提升呢?原因在于增压器的本质是“空气压缩机”,进入内燃机进气道的空气被压缩的更加“密实”(密度大);说白了就是通过压力将空气中的各类分子间隙压小,实现标准“2.0L·空气”含有的氧分子远超标准大气压的水平,增压其实是在增氧!

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氧气可以理解为催化气体,其浓度越高则可燃物反应的强度就会越大;分子以更激烈的状态不规则的在燃烧室内部撞击活塞,活塞下行带动曲轴运转获得的能量也就越大,输出的转矩自然会越高。

那么在2.0T增压机可以达到4.0L-自然吸气发动机的水平后,燃油汽车的排量概念就被颠覆了;想要获得强劲的动力只需要选择TURBO机型,自然吸气发动机的未来基本被这种技术否定了。不过因自然吸气结构的制造成本比较低,所以价格相对低一些的车辆也还有使用。

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总结:关于排量的话题就聊到这里了,两类机型是都是排量越大性能越强且油耗越高,增压机增氧虽然能提升扭矩,但如果同时提升排量当然也可以让扭矩进一步升高。比如3.0T-V6就有500N·m左右的水平,4.0-V8则能达到接近700N·m,大扭矩带来的是高功率和大马力。

但是在“增压时代”中,最适合家用代步汽车的还是「1.5-2.0T」,毕竟家用车是要考虑油耗开支的。

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编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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