發(fā)動機外特性曲線效率與轉(zhuǎn)速特性曲線

1、發(fā)動機外特性曲線：效率與轉(zhuǎn)速特性曲線汽車的效率大小很大程度上決定于發(fā)動機的性能。在許多汽車產(chǎn)品介紹上，都標(biāo)有“最高輸出功率”和最高輸出扭矩”在兩項重要的發(fā)動機指標(biāo)，并用曲線圖來反映發(fā)動機的上述指標(biāo)。那么，這些發(fā)動機指標(biāo)是怎樣測出來呢？當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)的時候，其功率、扭矩和耗油量這三個基本性能指標(biāo)都會隨著負荷的變化而變化。這些變化遵循一定的規(guī)律，將這些有規(guī)律的變化描繪成曲線，就有了反映發(fā)動機特性的曲線圖。根據(jù)發(fā)動機的各種特性曲線，可以全面地判斷發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。反映發(fā)動機運行狀況常用速度特性曲線。 汽油發(fā)動機曲線圖 發(fā)動機的速度特性曲線表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛頓米

2、）、比燃料消耗量g（克/千瓦小時）隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速n而連續(xù)變化的表現(xiàn)。發(fā)動機的速度特性是在制動試驗臺架上測出的。保持發(fā)動機在一定節(jié)氣門開度情況下，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，測取在這一工況下的功率、比耗油等，然后調(diào)整被測機載荷（扭距變化），使發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變，再測得另一轉(zhuǎn)速下的功率、比耗油。按照一定轉(zhuǎn)速間隔依次進行上述步驟。就能測出在不同轉(zhuǎn)速下的數(shù)值，將這些數(shù)值點連點地組成連續(xù)曲線，就產(chǎn)生了功率曲線、扭矩曲線和比燃料消耗量曲線，它們與相應(yīng)的轉(zhuǎn)速區(qū)域?qū)?yīng)。當(dāng)汽油機節(jié)氣門完全開啟（或者柴油機噴油泵在最大供油量時）的速度特性，稱為發(fā)動機的外特性，它表示發(fā)動機所能得到的最大動力性能。從外特性曲線上可以看到發(fā)動機所能輸出的最大

3、功率、最大扭矩以及它們相應(yīng)的轉(zhuǎn)速和燃料消耗量，汽車產(chǎn)品介紹書上大都采用發(fā)動機外特性曲線圖，但一般只標(biāo)出功率和扭矩曲線。發(fā)動機外特性曲線是在發(fā)動機最好的工作狀態(tài)下能使發(fā)動機發(fā)出最大功率的情況下測出來的。它表現(xiàn)的曲線特征是功率曲線和扭矩曲線都呈現(xiàn)凸形曲線，但兩者表現(xiàn)是不一樣的。在汽油發(fā)動機外特性曲線中功率曲線在較低轉(zhuǎn)速下數(shù)值很小，但隨轉(zhuǎn)速增加而迅速增長，但轉(zhuǎn)速增加到一定區(qū)間后，功率增長速度變緩，直至最大值后就會下降，盡管此時轉(zhuǎn)速仍會繼續(xù)增長。扭矩曲線則與功率曲線相反，它往往在較低轉(zhuǎn)速下就能獲得最大值，然后隨轉(zhuǎn)速上升而下降。比耗油量指千瓦小時的耗油量，它隨轉(zhuǎn)速的增長而呈現(xiàn)一個凹形曲線，在中間某一轉(zhuǎn)速

4、下達到最小值，轉(zhuǎn)速增大或者減少，都會使比耗油量增大。柴油機外特性曲線表現(xiàn)與汽油機有所不同。它的功率N、扭矩M和比耗油量g隨轉(zhuǎn)速n而變化，但功率N曲線是隨轉(zhuǎn)違上升而上升，差不多到了最大轉(zhuǎn)速（標(biāo)定轉(zhuǎn)速）仍未出現(xiàn)曲線的最高點。扭矩M曲線變化平緩，在不同轉(zhuǎn)速位置變化量不大。比耗油量g曲線不但起點數(shù)值低，而且比較平坦（與汽油機比較）。柴油發(fā)動機外特性曲線雖然各種型號汽油或柴油發(fā)動機外特性曲線不會完全一樣，但基本還是呈現(xiàn)上述的形態(tài)，通過發(fā)動機外特性曲線圖可以了解發(fā)動機的性能和特點，了解功率、扭矩、耗油量和轉(zhuǎn)速之間關(guān)系，并找出發(fā)動機最佳的工作區(qū)域?；卮鹬T如為什么要根據(jù)負荷變化換檔，為什么中等轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟，為什

5、么柴油機能承受較大的負荷，柴油機與汽油機在性能上有什么不同等問題。教您讀懂發(fā)動機特性曲線圖       如果說發(fā)動機是汽車的心臟，那么發(fā)動機特性曲線圖則是這顆心臟的“健康證書”，讀懂這份“證書”才能使廣大同學(xué)對一款車的性能有更為清楚、客觀的認識。所以，此次我們便來認識這份證書發(fā)動機特性曲線圖。     一、什么是發(fā)動機特性曲線圖？      大家在讀各種雜志和汽車廠商的宣傳資料中會發(fā)現(xiàn)有發(fā)動機特性曲線（也有叫發(fā)動機工況圖），將發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速之間的函

6、數(shù)關(guān)系以曲線表示，此曲線稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性曲線或簡稱為發(fā)動機特性曲線；如果發(fā)動機節(jié)氣門全開（柴油機高壓油泵在最大供油量位置），此特性曲線稱為發(fā)動機外特性曲線；如果節(jié)氣門部分開啟（或部分供油），稱為發(fā)動機部分負荷特性曲線。      以上是較為專業(yè)的定義解釋，但其實通俗的說，就是將油門踩到底，發(fā)動機從怠速到最高轉(zhuǎn)速期間，輸出的功率和扭矩的情況在圖上反映出來，以此來判斷車子能跑多快，有沒有勁。      從圖1可以看出，轉(zhuǎn)速在ntq 點和np點，發(fā)動機扭矩和功率分別達到最大值，這是兩個決定發(fā)動機性能的主要參數(shù)，扭矩決定

7、汽車的起步、爬坡、超車能力，而功率決定著最高的車速和載重量。 圖1    二、如何由曲線圖判斷發(fā)動機性能      那么怎樣的發(fā)動機曲線才能代表發(fā)動機性能是較好的呢？讓我們看圖說話，從汽車的起步、超車和極速這3個方面分析。     起步加速能力 圖2      拿到一張發(fā)動機曲線圖，如圖2,我們可以看到，扭矩在2000轉(zhuǎn)的時候達到100Nm，升至3500轉(zhuǎn)的過程中有一個快速的提升過程，而如果此區(qū)間內(nèi)的斜線傾斜度越大，越光滑，則代表發(fā)動機

8、可以用較短的時間達到扭矩的峰值，并且加速平穩(wěn)線性，與此同時，功率也隨轉(zhuǎn)速的增加而增加。在實際的駕車當(dāng)中，隨著我們踩第一腳油，汽車克服地面摩擦力，開始起步，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，汽車的扭矩會快速提升，一般的發(fā)動機在3000轉(zhuǎn)左右來到扭矩峰值，而人們經(jīng)常提及的“3000轉(zhuǎn)換擋”的慣性操作，實際目的就是為了能夠保持這個最大的牽引力，通過換擋，使發(fā)動機保持在最高扭矩轉(zhuǎn)速附近，這樣我們就可以用更短的時間提高車速。 超車能力 圖3     在圖3中我們可以看到，在2000轉(zhuǎn)到4500轉(zhuǎn)區(qū)間，發(fā)動機扭矩輸出始終為320NM，而與圖2中只有一個扭矩峰值的拋物線圖形相比，圖

9、3不同的是，曲線中有一段“平頂”工況，整體更近似于一個“梯形”。而此種圖形則代表發(fā)動機不僅具有良好的低速高扭輸出能力，更憑借峰值扭矩在中高速的持續(xù)輸出，具備較強的超車加速性能，所以在實際駕駛中，具有此種性能的發(fā)動機，高速時只要一腳油下去，其他車就都在后面了。     最高車速      扭矩是決定用多長時間可以達到目標(biāo)，而功率是決定你可以達到多高的目標(biāo)，也就是人們常說的車可以跑多快，拉多少人。通常在車速提高的這個過程中，功率一直在不斷增加，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速到達一個特定點，無論再怎么踩油門，車子也開不快了，而這個點所達

10、到的速度就是汽車的最高車速，以圖1為例，nmax便是最高車速點。不過，一般我們判斷一款車后勁足不足，最高車速究竟能達到多少時，只需觀察它的發(fā)動機功率曲線和最大功率值即可，高轉(zhuǎn)速功率越高，代表其動力更充沛，最高車速值也相應(yīng)會較高。     三、實例對比詳細解讀      以下結(jié)合1.3L雨燕和1.4L樂馳兩款實車，通過各自不同的發(fā)動機工況圖來對兩者的性能進行解讀，使大家有更為直觀的認識： 圖4雨燕1.3         

11、0;       圖5 樂馳1.4     由雨燕1.3的發(fā)動機工況圖中，我們可以看出，低轉(zhuǎn)速下發(fā)動機扭矩輸出較低，而在高轉(zhuǎn)速下則有較強的表現(xiàn)，所以可以判斷，其為高轉(zhuǎn)速調(diào)校發(fā)動機，而由此可以看出，實際駕駛性能中，其起步時發(fā)動機響應(yīng)不夠靈敏，牽引力不足，較為遲緩，如果油門太大的話容易輪胎打滑，而且強行拉高轉(zhuǎn)速對離合器的傷害也比較嚴(yán)重，不過扭矩平滑的曲線顯示其起步加速時還是較為平順和線性的。同時，高轉(zhuǎn)速調(diào)校結(jié)合其63kw的最大功率輸出，可以見得，相對低速，雨燕1.3高速表現(xiàn)相對更好，動力感覺比較充沛

12、，超車并線較為自如。      而由樂馳1.4的發(fā)動機曲線圖中，可以直觀發(fā)現(xiàn)，從2000轉(zhuǎn)開始其就有較高的扭矩輸出，低速扭矩曲線相對雨燕明顯更陡，說明其在低轉(zhuǎn)速下扭矩輸出更為有力，起步加速更為快捷，發(fā)動機響應(yīng)較為靈敏。不過同時，我們也可以清晰的看到，在3000-4000轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，出現(xiàn)了多個扭矩波谷，說明，在換擋及加速過程中會有頓挫感出現(xiàn)，相對雨燕而言并不是十分線性。另外，在4000時的扭矩峰值過后，曲線下滑幅度相對雨燕的較為明顯，這也表明樂馳的高速超車加速能力相對較弱，不過，樂馳高出雨燕6kw的最大功率69kw也表明，其會具有更為充沛的“后勁”表現(xiàn)。

13、     而由以上工況圖分析得來的發(fā)動機性能也與實車駕駛感受基本吻合。雪鐵龍系列發(fā)動機特性圖東風(fēng)雪鐵龍 凱旋 2.0L發(fā)動機東風(fēng)雪鐵龍 凱旋 2.0L發(fā)動機 工況圖東風(fēng)雪鐵龍 凱旋 2.0L發(fā)動機 功率平衡圖東風(fēng)雪鐵龍凱旋的2.0升發(fā)動機型號為EW10A，由PSA集團的EW10J4發(fā)動機改進而來。雪鐵龍在EW10J4基礎(chǔ)加裝了VVT可變氣門正時系統(tǒng)，使這款發(fā)動機的最大功率由EW10J4的99 kW/6000rpm提升到108kW/6000rpm，最大扭矩由190Nm/4000rpm提升到200Nm/4000rpm。 在凱旋的開發(fā)過程中，東風(fēng)雪鐵龍將這臺2

14、.0發(fā)動機的壓縮比由10.8提高到了11.02，以讓其更加適應(yīng)國內(nèi)的93號汽油。這款發(fā)動機采用緊湊的輕合金發(fā)動機缸體。球墨鑄鐵曲軸被鋁制單體發(fā)動機罩固定，又經(jīng)過鑲?cè)M一步穩(wěn)固。發(fā)動機及外罩整包有輕合金外殼，最大限度的減低了發(fā)動機的震動。發(fā)動機采用了博世ME7.4.4版電控燃油噴射系統(tǒng)，采取電子節(jié)氣門取代傳統(tǒng)的油門拉線控制的節(jié)氣門，對發(fā)動機的扭矩的控制更有效、合理，使發(fā)動機油耗更低、更環(huán)保。4合1式排氣歧管用來縮短凈化器的升溫時間。排氣管路上依次安裝了陶瓷催化轉(zhuǎn)化器，容量為6.5升的中間消音器以及容量為17.6升的尾消音器。使得這款發(fā)動機的排放達到了歐IV標(biāo)準(zhǔn)。利用特性曲線改裝車 &#

15、160;   常聽見有人說：“原廠車是最好的，還需要改嗎？”，“那么大的汽車廠，還不如一家小改裝公司嗎？”，到底是什么樣的情況呢？還是來看看不存偏見的測試設(shè)備帶給我們的真實數(shù)據(jù)吧。      日本尼桑公司剛出產(chǎn)的GTR35，是日本的國寶級跑車，可以說是日本汽車技術(shù)的巔峰之作，08年曾在德國紐博格林賽道創(chuàng)下7分29秒的單圈最快成績，這個成績已經(jīng)超越了保時捷911/997 GT2，其性能令世界車壇震驚，并且廠方更加申明GTR35出廠已經(jīng)達到最佳狀態(tài)，不需要再進行改裝，但當(dāng)GTR35在北美一上市，眾多改裝公司就開始對“其動手動腳”

16、，（圖一）就是美國名為Cobb Tuning的改裝公司對其改裝前后的馬力測試曲線。      從GTR35實際測試的輪上馬力曲線上看，藍色實線的原廠發(fā)動機扭力曲線在3500轉(zhuǎn)5000轉(zhuǎn)之間輸出很不穩(wěn)定，5000轉(zhuǎn)之后的衰減中也出現(xiàn)波動，而綠色實線和紅色實線是經(jīng)過Cobb Tuning改裝的兩個階段的效果，原來的不穩(wěn)定輸出完全改善，扭矩大幅度提升，雖然5000轉(zhuǎn)之后同樣出現(xiàn)衰減趨勢，但到6000轉(zhuǎn)時還能保持比原廠5000轉(zhuǎn)時還要高的輸出，而且最大馬力也提升超過15%，看來東洋戰(zhàn)神的原廠最強神話也不是什么顛沛不破的真理。  &#

17、160;   看完國際局勢我們再看看國內(nèi)情況，法國標(biāo)致雪鐵龍集團的TU5JP4發(fā)動機，現(xiàn)在廣泛用于國內(nèi)的標(biāo)致206/307和雪鐵龍C2等車型，實際性能表現(xiàn)在國內(nèi)1.6升排量發(fā)動機中少有對手，一直為愛車人士稱道，這款發(fā)動機的ECU也應(yīng)用了先進的加密技術(shù)，保護其寶貴的技術(shù)資源，我們從2006年起就開始對這款發(fā)動機進行測試改裝，在不加裝渦輪系統(tǒng)和改動引擎幾件的情況下，最大馬力提升幅度已經(jīng)超過25%（加裝渦輪的幅度更是驚人），并且能應(yīng)付長時間高負荷的汽車比賽。      最近在對賽車馬力測功機軟硬件升級期間，一臺已經(jīng)小改的標(biāo)致206前來改裝動力，正好遇到一臺完全原廠雪鐵龍C2前來做馬力測試，我就借助這個比較難得的機會，在相同環(huán)境下對比測試了TU5JP4發(fā)動機改裝前后的區(qū)別，雖然新的數(shù)據(jù)對比軟件要在月