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汽车发动机转速一定情况下可以输出不同的功率么?

2020-11-09 23:03阅读(60)

汽车发动机转速一定情况下可以输出不同的功率么?汽车发动机运行时,在2档时两千转,和4档时的两千转,转速一样,到车速不一样,扭矩也应该不一样,功率也应该不

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发动机是热机,靠燃烧热量做功,喷油量越大,燃烧释放的热量越高,发动机输出功率越大,通常的情况是,发动机转速越高,单位时间内累计喷出的燃料越多,输出扭矩越大、输出功率越大,但是输出扭矩和功率的变化并不只和发动机的转速有关,实际上还和发动机的负载需求有关,动力需求越大,为了维持发动机的运转,就必须要多喷油,因此,确切的说还与喷油脉宽有关。

发动机的空燃比是可变的

汽油在发动机内充分燃烧时,空气和燃油需要以一定的比值进行混合,进入汽缸中的空气和燃油的质量比就是发动机的空燃比。汽油发动机的理想空燃比为14.7:1,意思就是空气质量为14.7g、燃油质量为1.0g时,汽缸内的混合气实现充分燃烧,需要特别说明的是,这个空燃比实际上只是理论空燃比,实际上的空燃比并不是固定的,通常情况下,发动机的ECU控制空燃比的范围大约在0~25.5,也就是说不同的负荷下,喷油量有大有小,喷油越多,功率越大,喷油越少,功率越低,话说如果空燃比是固定的,那么发动机的输出功率则只和转速有关了。

发动机ECU根据节气门的开度控制喷油量

我们脚下控制的“油门”实际上并不是控制喷油量,而是控制进气量,控制节气门翻版的开度,开度越大,进气量越多,电喷发动机根据进气温度传感器、空气流量传感器、氧传感器形成一系列的“闭环控制”,可以根据尾气中的氧含量进行短期燃油喷油量修正,从而使发动机尽量处于理论空燃比附近,从而降低油耗。但是,在发动机并不是时时刻刻处于闭环控制,而在怠速、大脚油门急加速、低温运转等工况,发动机会处于开环控制,只根据进气量和发动机的转速、温度等信号通过ECU内固化的喷油量去喷油。

当发动机有较高动力需求时,会进行加浓喷射,输出功率会增加,而当发动机减少节气门开度,会降低喷油量甚至停止喷油,此时发动机输出功率会降低

当我们急加速时,发动机转速会提升,进气量增大,ECU判断有较大动力需求时,会进行加浓喷射,此时发动机的转速虽然不会立即提升,但是由于发动机内喷油量增加,燃烧释放的热量会增大,因此,发动机的输出功率也会增加。

同样,当我们以较高车速收油时,ECU判断没有动力需求,此时会减少喷油量,发动机输出功率会降低。

由于变速箱的存在,发动机转速不同,但是负荷基本相同

汽车以一定时速行驶时,所需要的功率是恒定的,挂上6档时发动机转速较低,而挂入3档时,发动机转速较高,但是由于负载是相同的(这里暂不考虑传动损失),因此,ECU会根据负荷需求自动调整喷油脉宽,实现恒定的动力输出需求,比如发动机在高转速时,喷油脉宽相对更小,而发动机在低转速时,喷油脉宽会更大。当然,由于传动损失,发动机在低档位高转速行驶时,动力损失较大,油耗较高。

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发动机转速相同的情况下,可以输出不同的功率,此时,发动机的功率由负载决定,功率和扭矩之间满足这样一个关系式:P=9550*T/n,T代表发动机扭矩,n代表发动机转速,P代表发动机功率。可以看到,在发动机转速相同的条件下,发动机的功率与扭矩成正比例关系,扭矩增加,对应的发动机功率也增大。

发动机转速相同,马力与负载之间的关系

我们车辆在行驶过程中,如果是匀速行驶时,发动机输出的扭矩和车辆阻力是相同的,但是当车辆速度不同时,车辆变速器档位也是不一样的,发动机转速也是相同的,比如车辆在40km/h,变速器在3挡,发动机转速约2000rpm,车辆在最高档6挡,车速在80km/h左右时,发动机转速也可以达到2000rpm,这两种情况下,虽然发动机转速相同,但是高速行驶时,车辆的阻力更大,发动机必须输出更大的扭矩,才能使车辆保持匀速。

发动机在工作过程中,为了保持较高的燃油效率,发动机的空燃比应该尽可能保持在14.3左右,所以,发动机在工作过程中,需要实时调节车辆的发动机进气量和喷油量。基于这种原理,发动机扭矩输出控制方法非常多,在转速相同的条件下,可以通过不同的油门踏板开度,提升发动机进气量,使得发动机的喷油量替身,这可使发动机爆发出较高的扭矩;发动机的内部还有点火时机的控制,根据车主油门踏板变化量,调整合适的点火提前角,进而使发动机输出不同的扭矩值。


车辆负载越大,发动机应答性越慢

我们常说的发动机应答性,是指发动机转速的变化率。应答性好的发动机,车主踩油门踏板后,发动机转速快速提升,车辆动力增加明显,反之,发动机转速缓慢变化。

虽然发动机输出扭矩值随着负载的不同而表现出差异化,在一定范围内,负载越大发动机输出扭矩也就越高,但是发动机应答性显著降低。车辆在行驶过程中,低速行驶时负载较小,所以我们踩油门加速,发动机转速提升较快,车辆也可以瞬间提速;但是车辆速度如果很高,即便是相同的发动机转速,踩一脚油门,车辆都没有任何感觉。这就是为什么车辆怠速时,车主稍微轻轻踩一下油门,发动机转速瞬间“嗡嗡”提升的原因。

了解清楚这个概念,大家必须要知道发动机富裕的扭矩值,是指发动机实际输出的扭矩和其最大扭矩值之间的差异,发动机富裕的扭矩值越大,代表发动机本身富裕的潜能越大,发动机随着油门踏板的增加,扭矩增加明显,发动机应答性自然提升,车辆的加速感自然也会快速提升。


综上所述,发动机在转速相同的条件下,依然可以输出不同的马力值,发动机负载不同,即便是相同的转速,发动机的应答性也是不一样的。