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趣味问答:摩托车的发动机排量比汽车小 为什么油耗却更高?

时间:2019-03-15 04:03:26

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趣味问答:摩托车的发动机排量比汽车小 为什么油耗却更高?

问题解析基础:(N·m×rpm÷9549)×1.36=PS

N·m扭矩单位rpm转速单位PS为米制马力单位米制马力的概念为1PS可以驱动75公斤物体,以一秒一米的速度移动,在物体重量不变的前提下马力值越大物体移动速度则越快。简单总结为低转速输出的马力越大则车辆的加速感越迅猛,持续输出的马力值不断升高,车辆的极速也会越来越高,总之是马力在全转速区间都要越大越好,但如何提升马力呢?

参考开篇列举的马力计算公式,其中常数9549与倍率1.36是不会变化的,这两组数字不变则只有改变扭矩与转速才能改变马力。而扭矩与转速是相乘的关系,那么两者自然是有一项提高就能提升马力,两者同时提升马力则会更大;决定车辆油耗的核心因素正是如何提升扭矩或转速,首先说明扭矩的提升方式。

1:提升转速。升转的方式非常简单,只需要加大油门即可;因为油门控制的是节气门,节气门是发动机进气量的控制“咽喉”,油门越大其翻板开度越大,进气量自然会越多。而内燃式发动机的进气量与喷油量有固定比例,也就是所谓的空燃比14.7:1;简而言之为进气量升高喷油量也会增长,结果则是燃烧更多的燃油产生更大的热能,这些热能驱动活塞曲轴运转则可以实现更大的扭矩。不过也正如上文所述,以提升转速增扭的方式会增加喷油量,油耗必然会升高。

油门踏板与节气门和进气量的关系

进气量与喷油量的关系

2:涡轮增压。空气与燃油在高温环境中的燃烧,其本质是一种化学反应,反应过程中分子的无规则剧烈运动是推动活塞运转的基础,也是产生热能的基础。燃油的燃烧必须有空气中的氧气进行助燃(氧化还原反应),而氧气浓度越高则反应过程中分子运动的强度越大(动力越强),所以在不提升喷油量的前提下,想要提升扭矩则需要压缩空气的体积,让小体积内的空气氧含量大于常压下的20.9%,扭矩自然会增长。涡轮增压器本质就是台空气压缩机,所以这种技术能实现不增加喷油量提升扭矩。

燃烧过程中分子运行状态

涡轮增压系统结构与运行原理

问题解析

综上所述,机动车想要实现大扭矩可通过涡轮增压不增加油耗的技术做到,不使用涡轮增压则只能以提高转速增扭,这种状态会费油。汽车发动机已经普及了涡轮增压技术,所以主流的2.0T发动机能够实现400N·m的大扭矩,而3.0L六缸机也不过300余N·m,性能与油耗差距可谓非常之大。但是摩托车并不适合使用涡轮增压技术,原因有两点。

第一点为涡轮增压发动机对冷却系统要求极高,涡轮增压器的动力来自发动机运行中产生的高压排气,摩托车发动机本就是高转速内燃机,其尾气压力可以驱动增压器涡轮达到数万转。增压器在极高转速的状态会有数百摄氏度的高温,面对这种高温必须有强大的散热系统去高效的挥发,否则这一温度会把驾驶员的腿烤熟。而加上这套冷却系统后,发动机的体积会非常的大,即使是高端的大型巡航车也没有充足的空间安装。

涡轮增压发动机的巨大体积

第二点是从安全角度考虑摩托车同样不适合涡轮增压发动机。摩托车依靠驾驶技术平衡车辆,在行驶中难免会比汽车有更高的事故率;而摩托车本身没有全面的被动安全保护结构,那么在碰撞过程中如果出现燃油泄露或者与其他车辆碰撞,高温的增压器则很有可能引燃多车,Turbo发动机技术对于摩托车而言反而成为了潜在安全隐患。

烧红的涡轮增压器

技术说明:摩托车无法使用涡轮增压技术的发动机,且发动机排量往往比较小,所谓的重机也只是1000ml。小小的排量自然不会有很大的扭矩,扭矩小则在低转速区间无法实现大马力输出;想要实现大马力则需要以上玩转的高转速运行,转速可立理解为发动机一分钟内的喷油做功次数。1.5T的汽车因具备大扭矩所以是需要以2000~3000转的低转速代步行驶,排量虽然大但是喷油频率很低所以油耗低;而摩托车排量基数小但要以汽油发动机3~4倍的高频率喷油,其油耗自然会更高了。

总结:摩托车发动机有令人陶醉的轰鸣声,然而这在早期并不是刻意为之,只是因为先进的内燃机技术无法应用到这种车型上,导致摩托车不得不轰鸣与费油,仅此而已。然而在习惯于这种声线之后,轻量化的摩托车在高转速区间仍有极强的驾驶乐趣,所以这种噪音对于爱好者而言也就成为了享受,不过不要“炸街”哦。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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