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很多车主买车时,总会被一堆汽车专业术语绕晕,气缸、排量、扭矩、功率这些名词听着耳熟,却未必能说清其中门道。就连开了 20 年的老司机,也可能答不上来这些问题。
1907 年生产的劳斯莱斯银魅,如今收藏价值超 15 亿,搭载 7 升排量的发动机,看起来动力强劲,实际输出功率仅 36 千瓦。而现在的家用车,排量不到它的 1/4,功率却能达到它的 3 倍多,这背后的原理是什么?
燃油发动机的核心是气缸,这是容纳油气混合物的腔室,汽油在气缸内燃烧做功。
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发动机工作分为四个循环阶段:吸气时进气口打开,活塞向下运动吸入油气混合物;压缩时进气口关闭,活塞向上压缩混合气;做功时火花塞点燃混合气,推动活塞向下运动;排气时排气口打开,活塞向上排出废气。
四个阶段循环往复,其中做功阶段的爆炸冲击力推动活塞,让汽车前进。
活塞运动一次扫过的体积就是排量,大致等于单次吸入的油气混合物体积。排量越大,单次吸入的油气越多,发动机功率通常也越高。
但单缸发动机只有半圈能获得动力,运行不稳且动力不足,所以主流车型多采用 4 缸、6 缸甚至 12 缸发动机,气缸越多动力越强,油耗也越高。
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扭矩决定推背感,功率决定最高时速,很多车主分不清这两个指标,其实扭矩就像拧扳手的力道,力道越大,扭动的劲儿越强。
发动机的扭矩经过变速箱和轮胎传递,成为汽车的驱动力,峰值扭矩越大,汽车提速越快,推背感越强,百公里加速时间和扭矩直接相关。
功率则代表发动机做功的快慢,公式为功率等于驱动力乘以速度,对于相同的驱动力,最大功率越大,汽车能达到的最高时速越高。
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两者的关系是功率等于发动机转速乘以扭矩,低速运转时扭矩大,高速运转时扭矩小,比如拖拉机需要大扭矩拉重物,小汽车则追求高转速带来的高速性能。
很多车型尾标带有 “T”,这就是涡轮增压技术,传统自然吸气发动机靠大气压将油气压入气缸,大量废气能量被直接浪费。
涡轮增压则利用排气的高温废气推动涡轮,给进气增压,让更多空气进入气缸,使汽油燃烧更充分,同等排量下能输出更多动力。
小排量涡轮增压能让动力翻 3 倍,比如 1.5T 的发动机,动力就能媲美 7 升的老款劳斯莱斯,还能兼顾燃油经济性。
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除了涡轮增压,阿特金森循环、米勒循环也能提升发动机效率,但这些循环低速表现较差,直到丰田普锐斯用混动系统解决了这个短板。
混动汽车结合了燃油机和电动机的优势,低速时用电动机驱动,避开燃油机低效的工况;高速或加速时用燃油机提供大功率,还能回收刹车的能量。混动系统主要分为三类:
串联模式也就是增程式混动,燃油机驱动发电机,再由发电机带动电动机驱动汽车,电池负责调节电能。
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这种模式能让燃油机始终保持高效运转区间,提升燃油利用率,并联模式中,燃油机和电动机地位平等,两者都能直接输出动力,总功率可以叠加,起步加速性能更强,但技术复杂度较高,需要复杂的离合器和变速箱系统。
串并联模式则结合了前两者的优势,至少需要一台燃油机和两台电动机,能根据工况切换纯电、并联、全功率、直驱等模式,实现最优的燃油经济性。
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初代丰田普锐斯不充电仅加油,百公里油耗低至 3.2 升,当时不少人觉得违背能量守恒,其实这完全符合物理规律,只是通过精准控制发动机工况,最大化利用了燃油能量。
现在电池技术和充电桩还未完全普及,混动汽车是汽车电动化过渡的绝佳选择,未来电动车肯定是主流,但当下选车时,只要搞懂扭矩、功率和油耗这几个核心指标,就能避开不少销售套路。
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