我們?cè)诳匆恍┍容^專業(yè)的汽車文章時(shí)，有時(shí)候里面會(huì)有“發(fā)動(dòng)機(jī)特性”這個(gè)概念，還有的會(huì)配一張發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線圖來說明，看得我們這些汽車小白一愣一愣的。那么究竟什么是發(fā)動(dòng)機(jī)特性呢？我們又該如何來理解這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線呢？下面老侯來給大家說說這個(gè)問題。

在說明這個(gè)問題之前，我們首先來了解幾個(gè)基本概念。

1、發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率：發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功稱為有效功率。發(fā)動(dòng)機(jī)功率是發(fā)動(dòng)機(jī)性能最重要的指標(biāo)，汽車的最高車速就是由發(fā)動(dòng)機(jī)功率決定的。通常用大寫的字母P來表示。

2、有效轉(zhuǎn)矩：在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩。一般發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩越大，它的加速能力和爬坡能力越強(qiáng)。通常用大寫的字母M來表示。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，關(guān)系到單位時(shí)間內(nèi)作功次數(shù)的多少。通常用小寫的字母n來表示。

4、有效燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出 1kW 的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率。顯然，有效燃油消耗率越低，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越好。通常用小寫的字母g來表示。

以上這幾個(gè)參數(shù)，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的性能指標(biāo)，可以用來表示發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，簡稱工況。它們之間有如下的關(guān)系：

P=M*n/9550

由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化范圍很大，所以這幾個(gè)參數(shù)也可以在很大的范圍內(nèi)變化，而研究它們之間的變化規(guī)律，可以找出提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。這就是所說的發(fā)動(dòng)機(jī)特性。

所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)特性，是指發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整情況和運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的規(guī)律。表示其變化規(guī)律的曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。一般發(fā)動(dòng)機(jī)有速度特性、負(fù)荷特性、調(diào)整特性、萬有特性這幾個(gè)特性。由于柴油機(jī)和汽油機(jī)有很大的區(qū)別，所以它的特性曲線也有所不同。下面我們以最常見的汽油機(jī)分別來說說這幾個(gè)特性。

一、汽油機(jī)的速度特性

所謂的速度特性，是指在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)調(diào)整到最佳的條件下，在節(jié)氣門開度不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系。表述上述關(guān)系的曲線稱為速度特性曲線。當(dāng)節(jié)氣門全開時(shí)的速度特性稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，它表示發(fā)動(dòng)機(jī)的最高性能；節(jié)氣門部分開啟時(shí)的速度特性稱為發(fā)動(dòng)機(jī)部分特性。部分特性曲線位于外特性曲線之下，有無限多條。由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在部分負(fù)荷下工作，所以研究部分特性曲線更有實(shí)際意義，一般發(fā)動(dòng)機(jī)要做出標(biāo)定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

那么我們?nèi)绾蝸斫庾x這個(gè)速度特性曲線呢？

1、有效扭矩曲線的變化趨勢：隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，有效扭矩逐漸增大，當(dāng)出現(xiàn)最大扭矩后逐漸下降，且下降程度越來越大，整個(gè)曲線呈中間高、兩邊低的中凸形狀。

汽油機(jī)的扭矩曲線主要取決于進(jìn)入氣缸的混合氣的數(shù)量。而轉(zhuǎn)速變化會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)。轉(zhuǎn)速低了進(jìn)氣慣性不足，轉(zhuǎn)速高了進(jìn)氣阻力增加，所以轉(zhuǎn)速過高或過低都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩下降。對(duì)于傳統(tǒng)的固定配氣相位的配氣機(jī)構(gòu)來說，只能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在某一個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)有最佳的充氣系數(shù)，這就是我們常說的發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工作區(qū)間。而使用了可變配氣正時(shí)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以在更大的范圍內(nèi)調(diào)整最佳充氣系數(shù)，所以這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)有更高的性能。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，機(jī)械效率越低，功率損失增加，有效扭矩也會(huì)隨之下降。這就是有效扭矩曲線呈中間高、兩邊低的原因。

一般來說，有效扭矩曲線中間突起部分越高越平緩，表示發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性越好，最大扭矩持續(xù)的轉(zhuǎn)速范圍越寬，說明發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)加速能力越好，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱性越好，汽車越好駕馭。如果在低速時(shí)便擁有較大的扭矩，表明汽車的起步性能比較好；如果在中高速時(shí)才擁有較大扭矩，那它可能是一臺(tái)高速性能的發(fā)動(dòng)機(jī)，在高速行駛時(shí)特性較佳。

在這里要特別說一下增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩曲線的區(qū)別?，F(xiàn)在越來越多的車型搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，大家在駕駛這樣的車型時(shí)，都會(huì)有一個(gè)感覺：在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，汽車動(dòng)力較差；在轉(zhuǎn)速上升到某一個(gè)數(shù)值時(shí)，汽車的動(dòng)力突然增加，并且這個(gè)動(dòng)力會(huì)平穩(wěn)的維持一段時(shí)間；如果轉(zhuǎn)速超過了某一個(gè)數(shù)值，汽車的動(dòng)力又會(huì)突然的下降。這其實(shí)就是由于渦輪的介入與退出導(dǎo)致的，在渦輪的介入與退出的瞬間，發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)會(huì)有非常明顯的變化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩劇烈變化，所以它的扭矩曲線呈現(xiàn)階梯狀。而自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)就不會(huì)有這樣的狀況，它的扭矩變化是非常平順的，扭矩曲線也是一條相對(duì)平直的曲線。

2、有效功率曲線的變化趨勢：由于發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率與有效扭矩以及轉(zhuǎn)速成正比，即P=M*n/9550。所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，由于有效扭矩和轉(zhuǎn)速同時(shí)增加，所以有效功率增加的很快；直到有效扭矩達(dá)到最大值時(shí)，由于M的下降使有效功率P上升緩慢；隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增加，有效功率達(dá)到最大值，隨后由于有效扭矩M的下降影響超過了轉(zhuǎn)速n上升的影響，所以有效功率也隨之下降。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率曲線是一條較為陡峭的上升曲線，只是在末端略有下降。

3、有效燃油消耗率曲線的變化趨勢：由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加使每小時(shí)燃油消耗量增加，但是發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的條件下，機(jī)械效率是最高的，此時(shí)供給的可燃混合氣也是經(jīng)濟(jì)型的，燃燒效率最高，因此發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的條件下有些燃油消耗率最低，有效燃油消耗率的曲線就呈一種兩邊高、中間低的下凹形狀。這也就是很多人說的汽車以中等速度行駛最省油的原因。

二、汽油機(jī)的負(fù)荷特性

所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性是指在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷而變化的關(guān)系。由于汽油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式是“量調(diào)節(jié)”，即控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的數(shù)量多少，所以研究負(fù)荷特性，可以了解在各種負(fù)荷條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，從而確定在何種負(fù)荷率下發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性最好。（所謂的負(fù)荷率，是指發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下實(shí)際發(fā)出的功率與節(jié)氣門全開時(shí)的最大功率之比的百分?jǐn)?shù)?？梢越频目闯晒?jié)氣門的開度）。在特性曲線圖上有每小時(shí)燃油消耗量曲線和燃油消耗率曲線。

1、每小時(shí)燃油消耗量曲線的變化趨勢：汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，每小時(shí)耗油量主要取決于節(jié)氣門的開度和混合氣的成分，隨著節(jié)氣門開度的加大，進(jìn)氣量增加，雖然混合氣濃度會(huì)降低，但耗油量會(huì)迅速增加。當(dāng)節(jié)氣門接近全開時(shí)，混合氣開始加濃，耗油量上升的趨勢更快。

2、燃油消耗率的變化趨勢：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，輸出功率為零，機(jī)械效率為零，所以燃油消耗率趨于無窮大；隨著節(jié)氣門開度的加大，輸出功率增加，換氣損失下降，機(jī)械效率上升，燃油消耗率下降很快，在某一開度時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)；當(dāng)節(jié)氣門開度繼續(xù)增大，接近于全開時(shí)，混合氣開始加濃，不完全燃燒增加，燃料消耗率又隨之增大。總體來說就是：燃油消耗率曲線上升的越慢越好，最低值越低越好。

三、汽油機(jī)的調(diào)整特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系稱為調(diào)整特性。對(duì)于汽油機(jī)來說，主要有點(diǎn)火提前角調(diào)整特性和燃料調(diào)整特性，即改變點(diǎn)火提前角和燃油標(biāo)號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩也會(huì)發(fā)生一定的變化。對(duì)于現(xiàn)在的電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)來說，點(diǎn)火提前角是自動(dòng)控制的，無需調(diào)整，所以點(diǎn)火提前角調(diào)整特性已經(jīng)名存實(shí)亡了；燃料調(diào)整特性主要是指發(fā)動(dòng)機(jī)使用不同標(biāo)號(hào)的汽油，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)有一定的變化，一般來說，使用的汽油標(biāo)號(hào)越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性越好。

四、汽油機(jī)的萬有特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性和負(fù)荷特性只能反映發(fā)動(dòng)機(jī)在某一個(gè)工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，但是發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中工況變化范圍是非常大的，因此為了綜合評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的性能，人們引入了萬有特效的概念。萬有特性曲線就是將發(fā)動(dòng)機(jī)的多條性能曲線綜合在一張坐標(biāo)圖上，全面的描述發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能。如下圖所示，橫坐標(biāo)表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)表示扭矩或者平均有效壓力，圖中的各條曲線表示的是等油耗率曲線和等功率曲線。

從萬有特性曲線圖上，可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)在任何轉(zhuǎn)速與負(fù)荷下的運(yùn)行關(guān)系，并可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。最內(nèi)層的等油耗率曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域，曲線越向外，表示發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越差。若等油耗率曲線在橫坐標(biāo)方向較大，則表明發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速變化較大而負(fù)荷變化較小的情況下工作時(shí)，經(jīng)濟(jì)性較好；若在縱坐標(biāo)方向較長，則表明發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)荷變化較大而轉(zhuǎn)速變化較小的情況下運(yùn)行時(shí)，燃油消耗率較小。對(duì)于普通的車用發(fā)動(dòng)機(jī)，希望最經(jīng)濟(jì)的區(qū)間最好位于萬有特性曲線的中間位置，并使燃油消耗率曲線在橫坐標(biāo)方向長一些，使常用轉(zhuǎn)速和負(fù)荷曲線落在最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域。

以上是對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)特性的分析。對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，同樣也有這四種發(fā)動(dòng)機(jī)特性，但是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下就可以實(shí)現(xiàn)大扭矩輸出，同時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性也較好，所以它的特性曲線比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)更合理。

對(duì)于我們普通的車主來說，最有意義的是速度特性和萬有特效。從速度特性曲線上我們可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)的最高性能，同時(shí)也能看出發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的工作區(qū)間，從而確定汽車的換檔轉(zhuǎn)速；從萬有特性曲線上可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也能看出發(fā)動(dòng)機(jī)最經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間，我們?cè)陂_車時(shí)經(jīng)常讓發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)工作，就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)油的效果。

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