發動機作為汽車三大件之一,無疑是備受矚目的,大家在買車時最關心的也是發動機的好壞。那么作為普通消費者的我們,如何來鑒定一款發動機的好壞呢?
在汽車理論中,有一系列評價發動機性能的指標,比如動力性指標、經濟性指標、強化指標、緊湊性指標、環境指標、可靠性指標、耐久性指標、工藝性指標、內燃機速度特性等等,這些性能指標用來表征發動機的性能特點,并作為評價各類發動機性能優劣的依據。比如每年世界上舉辦的沃德十佳發動機評比,主要就是參考這些指標。下面我們就來分別說說這些指標的具體含義。
一、動力性指標
動力性指標是表征發動機作功能力大小的指標,一般用發動機的有效功率、有效轉矩、平均有效壓力和發動機轉速等作為評價發動機動力性好壞的指標。
1、有效功率:有效功率是指發動機在單位時間對外輸出的有效功,也就是我們常說的發動機的功率。它是發動機性能最重要的指標,與發動機的有效轉矩和發動機轉速成正比。汽車上發動機功率的標注有總功率和凈功率之分。總功率是指發動機不帶任何附屬設備時發出的功率,而凈功率是指發動機帶上包括發電機、水泵、風扇、轉向助力泵、空調壓縮機等所有的附屬設備,從飛輪上輸出的功率。顯然,凈功率對我們更有實際意義。但是有些汽車廠家在銘牌上標注的是總功率,看起來數據挺高,但動力并沒有那么強。
2、有效轉矩:有效轉矩是指從發動機飛輪上對外輸出的轉矩,也就是我們常說的發動機的扭矩。一般發動機的扭矩越大,它的加速能力和爬坡能力越強;發動機最大扭矩出現的越早,持續的轉速范圍越寬泛,汽車的動力性就越好。一般大扭矩發動機的特點是大缸徑、長行程,這樣的發動機一般排量都比較大,所以一些老司機經常說“排量為王”、排量越大越有勁,就是這個道理。
3、平均有效壓力:平均有效壓力是指單位氣缸工作容積發出的有效功,即推動活塞向下運行的力。一般發動機平均有效壓力越大,發動機的作功能力越強,最大功率和最大扭矩就越大。現在很多汽車發動機都采用了渦輪增壓技術,它的平均有效壓力就要高于自然吸氣的發動機,所以渦輪增壓發動機的嘴大功率和最大扭矩都要高于同排量的自然吸氣發動機。
4、發動機轉速:發動機轉速是指發動機曲軸每分鐘的回轉次數。發動機轉速越高,發動機在單位時間內作功次數就越多,發動機功率也就越大。比如汽油機和柴油機對比,汽油機的最大扭矩沒有柴油機大,但是最大功率卻比柴油機高,就是由于汽油機的轉速更高。另外,同種發動機也分為低轉速發動機和高轉速發動機兩種類型,因此,在說明發動機有效功率的大小時,必須同時指明其相應的轉速。
在這里必須注意一點,那就是發動機的動力性不等于汽車的動力性,發動機的動力性好不等于汽車的動力性好。汽車的動力性是指汽車的最高車速、加速時間和最大爬坡度,是一個綜合性的指標。舉一個例子來說,福特的1.0T三缸EcoBoost發動機,曾經獲得過沃德十佳發動機的美譽,但是你把它安裝在兩噸重的林肯車上,汽車的動力性同樣弱雞。
二、經濟性指標
發動機經濟性指標包括兩個指標:有效熱效率和有效燃油消耗率。
1、有效熱效率:燃料燃燒所產生的熱量轉化為有效功的百分數稱為有效熱效率。顯然,發動機的有效熱效率越高,它的經濟性越好。現在汽油發動機的熱效率普遍都在30%~38%之間,最高的是豐田Dynamic Force系列2.5L發動機,可以達到40~41%,本田的L15B型1.5T渦輪增壓發動機熱效率也可以達到38%,不過這個數據基本就是發動機熱效率的極限了,再往上就很困難了,發動機從發明到現在的一百多年里,熱效率也不過提升了20%左右,現在已經到了瓶頸期,很難再提高了;不過柴油機的熱效率要比汽油機高一些,一般可以達到35%~45%。而電動汽車的效率可以高達90%甚至100%,所以很多國家都在扶持新能源汽車的發展和研發,逐漸的限制燃油發動機的生產。
2、有效燃油消耗率:發動機每輸出 1kW 的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率。顯然,發動機的有效燃油消耗率越低,它的經濟性越好。一般發動機的有效燃油消耗率都在20g/kw.h左右,即發動機工作一小時,發出一千瓦的功率,需要消耗20克左右的燃油。
在這里也要注意把發動機的經濟性與汽車的經濟性區分開來。汽車的經濟性是指汽車行駛一定里程消耗的燃油,與很多因素有關,發動機經濟性好只是其中的一個方面,并不是說發動機經濟性好汽車的經濟性就一定好。比如把豐田Dynamic Force系列2.5L發動機安裝到卡羅拉車上,就會出現大馬拉小車的情況,汽車的經濟性并不好。
三、強化指標
強化指標是指發動機承受熱負荷和機械負荷能力的評價指標,一般包括升功率和強化系數等。
1、升功率:發動機在標定工況下,單位發動機排量輸出的有效功率稱為升功率。升功率越大,表明每升氣缸工作容積發出的有效功率大,發動機的熱負荷和機械負荷都高。一般技術越先進的發動機,升功率就越高。帶有增壓技術的發動機升功率也要高于自然吸氣發動機。
2、強化系數:平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化系數。活塞平均速度是指發動機在轉標定速下工作時,活塞往復運動速度的平均值。顯然,強化系數越高的發動機,它的動力性就越好,但是對發動機的機械強度要求越高。
四、緊湊性指標
緊湊性指標是用來表征發動機總體結構緊湊程度的指標,通常用比容積和比質量衡量。比容積是指發動機外廓體積與其標定功率的比值,比質量是指發動機的干質量(干質量是指未加注燃油、機油和冷卻液的發動機質量)與其標定功率的比值。顯然,發動機的比容積和比質量越小,發動機結構越緊湊。
五、環境指標
環境指標用來評價發動機排氣品質和噪聲水平。排氣品質是指發動機尾氣排放中污染物的多少,它直接關系到人類的生存環境與身體健康。現階段汽車尾氣污染是大氣污染的重要因素,所以各國政府都制定了嚴格的控制法規,以消減發動機排氣和噪聲對環境的污染。中國現階段實施的是國五標準,在2019年即將實行國六標準,到那時發動機的排氣污染又會有大幅度的下降。
六、可靠性指標
可靠性指標是表征發動機在規定的使用條件下,正常持續工作能力的指標。評價可靠性的指標有首發故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零件的損壞率等。這個指標是通過監測發動機全壽命過程得到的,一般呈浴盆型,所以又稱為“浴盆曲線”,在使用初期故障率較高,隨后故障率逐漸下降,然后在相當長的時間內故障率都維持在較低的水平,之后故障率會突然上升,并且居高不下,此時的汽車就到了生命的末期。
七、耐久性指標
耐久性指標是指發動機主要零件磨損到不能繼續正常工作的極限時間。通常用發動機的大修里程,即發動機從出廠到第一次大修之間汽車行駛的里程數來衡量。現在絕大多數的發動機的大修里程都在二十萬公里以上,個別發動機可以達到百萬公里無大修的水平。所以對于普通的家用轎車來說,終身不用大修是可以實現的。
八、工藝性指標
工藝性指標是指評價發動機制造工藝性和維修工藝性好壞的指標。發動機結構工藝性好,便于制造和維修,就可以降低生產成本和后期的維修費用。這一點對于很多修理工來說應該有“切膚之痛”吧,有些發動機制造的太緊湊了,即使換一個很小的零部件,也要拆很多附屬件才能做到,這樣的發動機就可以說它的工藝性不好。
九、發動機特性
發動機性能指標隨調整狀況及運行工況而變化的關系稱為發動機特性。對于汽油機有速度特性、負荷特性和萬有特性。發動機的有效功率 、有效轉矩和有效燃油消耗率隨發動機轉速的變化關系稱為汽油機速度特性;發動機轉速固定,每小時耗油量和有效燃料消耗率隨負荷變化的關系稱為汽油機的負荷特性;萬有特性曲線就是將發動機的多條性能曲線綜合在一張坐標圖上,全面的描述發動機的各種性能,從萬有特性曲線圖上,可以看出發動機在任何轉速與負荷下的運行關系,并可進行經濟性分析。發動機的速度特性是非常復雜的概念,分析它可以深刻的理解發動機功率、扭矩、油耗三者之間的關系,對于我們認識發動機,更好的使用發動機都有很好的指導意義。
以上就是評價發動機性能優劣的主要指標,其實這些指標有點太學術化了,我們普通消費者不可能把這些指標都弄明白,汽車廠家也不可能把這些指標都標注出來,那么我們在買車時如何通過簡單的方法來判斷發動機的好壞呢?
一般來說,同一款車型,根據高低配置的不同,會搭載2~3款發動機。其中最低配的發動機動力都偏弱,最高配的發動機動力又會過剩,所以中等配置的發動機一般是性價比最高的。這樣的發動機推重比一般在10千克/千瓦以上,經濟性相對較好,還有就是發動機的升功率越高一般發動機的技術越先進。另外我們還可以查看發動機的特性曲線,上面可以清晰的看到發動機的動力輸出特點,看發動機的最大扭矩出現的轉速是多少,持續的轉速區間有多大,發動機經濟工作區間,等等。至于發動機的可靠性就只能看口碑了,因為我們不可能從簡答的數據來判斷。還有就是運氣的成分,大眾的發動機有燒機油的也有不燒機油的,本田的發動機機油增多在事前是無法預料的,等等。所以說,買車還是要看人品的。
還有一種情況就是我們買二手車,該如何來鑒定發動機的好壞呢?這方面就需要豐富的經驗了,一個普通人是很難鑒定發動機性能優劣的。一般來說我們可以從幾個方面去觀察:一是發動機運轉是否平穩,加速是否順暢;二是發動機的尾氣排放情況和尾氣的顏色,比如尾氣溫度過高說明燃燒不好,尾氣呈藍色是燒機油,尾氣脈動過大說明發動機工作不平順,等等;三是觀察發動機的下排氣,如果下排氣過大說明發動機磨損嚴重;四是觀察排氣尾管內部的積碳情況,正常情況是干燥且沒有積碳的,如果有大量的黑色積碳說明發動機燃燒不好,如果有油漬說明發動機機油消耗量過大,等等。
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