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發動機外特性最低油耗點和萬有特性最低油耗點一樣嗎?

2018年07月08日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 15 ℃ 次

【SleepyLin的回答(16票)】:

好吧好吧,刪了腦洞,把原來的吐出來。T_T

是不一樣的。

我知道大家對油耗的直觀體驗是在開車的時候,燒了多少油燒了多少軟妹幣,但我們說的最低油耗點並不是耗油量最低的時候,而應該是說經濟性最好的時候。

經濟性指什麼呢。我們平時說,百公里油耗就是經濟性,一公里幾毛錢,就是經濟性,做一個單位的功要三個單位的汽油,顯然比做一個單位的功要兩個單位的汽油不經濟。

放在發動機上來說,這個指標叫做燃油消耗率,包括有效(BSFC for Brake Specific Fuel Consumption)、指示(ISFC for Indicated Specific Fuel Consumption )兩種,兩者之間差了一個效率,指示意味著「原本可以有多少」,是潛力,有效意味著「現在得到了多少」,是實際。不同的時候得到關注的不一樣,一般情況下,還是BSFC用的比較多。

還是把在怠速那個答案的圖再貼過來一次(黔驢技窮T_T),原本貼在那不太合適,因為怠速的時候基本不輸出,考慮功的問題不太合適。

所以萬有特性是一張各個工況點的,BSFC即單位有效功的耗油量。所以萬有特性是一張各個工況點的,BSFC即單位有效功的耗油量。

這就很直觀啦。答案是否定的。為什麼呢。

隨便定一個轉速來看吧,比如3000rpm。隨著負荷增加比油耗是減少的,因為油門實際上控制的是節氣門,負荷小節氣門開度就小,進氣也少,對應噴的油就沒那麼多,燃燒就不劇烈,輸出功就少;反過來大負荷工況需要很多功的時候,節氣門就開大。

節氣門這東西比較讓人頭疼,它其實是一個圓片(好吧另一個答案的圖我不貼了但我真的技窮T_T),全開的時候沒什麼,部分開度的時候挺影響進氣,有一個節流損失,作為泵氣損失的一部分它不算多,但影響充量係數……不扯這個了!

總之,隨著節氣門開大,進氣越多油噴的越多,燃燒越理想,每滴油能為我們所用的能量,也就越多了,所以經濟性越好。

如果耗油多少可以看做是我們去逛商場,預算花1000還是1500,看起來1000沒有1500那麼多;那麼經濟性就可以看做充會員卡,充1000就得到1000的購買力,而充1500,就得到2000。

這時候1000確實花費的比1500少,但花費1500更實惠。

外特性是指節氣門全開,也就是全負荷時候的工況,在這裡就是萬有特性最上方的一條曲線了,自然吸氣的發動機這條線呈M型,在3000rpm~4000rpm的樣子因為氣流諧振的緣故,略有下降(上圖是自然吸氣,確實是M型,但不是太明顯,為了美觀另外做了條Outline,看不出M的趨勢了),增壓發動機的曲線則不一樣。

另外還需要提及的一個問題是空燃比,一份空氣對一份燃油時候是剛好完全燃燒的配比(理論上而言,實際上沒有任何完美的事),燃油略多的時候輸出功多,動力性更好,空氣略多時,燃油更容易完全燃燒(生產物二氧化碳的比例更多,一氧化碳的比例更少),經濟性更好。

在發動機部分負荷的時候,一般追求經濟性,空燃比14.7左右,在外特性上追求動力性,空燃比在12.5左右,也就是說,外特性上沒法得到完全燃燒的燃油比例會更大,經濟性更差。

所以,萬有特性上的最佳經濟性在高負荷區,而到了外特性經濟性又變差了。這就是萬有特性與外特性的最低油耗無法重合的原因。

另外,定負荷看轉速的時候,為什麼油耗最低的在1500~3500這個區間呢。因為是車用常用工況。我們要優先需要保證這個區域的經濟性,也正是這個區間的經濟性好,才是真正的好,使用VVT,增壓器什麼七七八八的技術,很多時候也是為了擴展這個區域,讓發動機在更廣泛的區域內都有極好的經濟性。

【曾祥順的回答(1票)】:

手機簡單答一下。不一樣,外特性曲線本質上就是發動機的最大功率曲線,一般情況下,這條曲線是無法穿越萬有特性圖的最低區域的。這跟廠家調校,發動機特性,燃燒原理,排放要求都有關係。甚至可以說,廠家是故意不讓最大功率是最低油耗率。更多信息可以參考我的上一個回答。

以上。

標籤:-汽車 -發動機


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