相同時速,發動機轉速真的越低越好嗎?

03-13

前幾天朋友自駕出遊回來,問瞭一個讓我哭笑不得的問題,他的車在時速 120km/h 的時候發動機轉速是 2800rpm,而同行親戚的車在相同時速下隻有 2300rpm,百度過後,認為發動機不好或者出瞭什麼問題,問小鹿該如何解決。

的確,網上存在這麼一種說法,同級別的車在相同時速下,發動機的轉速越低,發動機就越好。對此,小鹿可以負責任地告訴各位,這純粹是無稽之談。

歸根結底,轉速高低源自發動機本身

在車輛以一定速度行駛時,決定發動機轉速的是傳動比。而與傳動比相關的因素則為變速器齒輪比、主減速器齒輪比、車輪直徑。比如相同的速度下,掛 3 檔時發動機轉速要比 4 檔的高,這是因為 3 檔的齒比更大。也就是說,傳動比越大,發動機轉速越高;傳動比越小,轉速越低。

汽車的傳動系統主要由上圖的 8 個部件組成,其中變速器、主減速器以及車輪都會對最終傳動比造成影響。

既然如此,為何不把傳動比設計得很小,來降低發動機轉速呢?畢竟很多消費者都認為發動機轉速越低越好。說實話,這樣做是可以,但並不合理,為什麼?因為汽車的傳動系統應保證汽車能在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速,並且使汽車具有良好的動力性和燃油經濟性。與動力性和燃油經濟性有關的,無非就是發動機瞭。

傳動比並不是越大或越小就是最好的,傳動比的設計是一門嚴謹的科學。並不能隨意設計。

絕大部分消費者對發動機的認識更多是停留在發動機氣缸數量、發動機排量,發動力的最大動力性能上。其實這些都是最基本的參數,比如相同的發動機排量,不同的缸徑與活塞行程的配合,可以獲得不同的發動機工作特性。另外,不同的發動機技術,同樣能使發動機的特性產生較大差異。

除氣缸數量、排量以外,不同的發動機設計參數會使每款發動機都擁有不同的特性。

綜合各種因素之後,發動機就擁有獨自的特性,而由轉速、扭矩、平均有效壓力、耗油率曲線、等功率曲線組成的發動機的萬有特性圖,就能很好地體現發動機的特點。在很大程度上,一款發動機的好壞,與上述這些特性有關。就如發動機的油耗表現,有些發動機在 2300rpm 時能夠獲得最佳的耗油率,有的則在 2800rpm 時獲得。

圖中黃圈標記的范圍為此款發動機耗油率最低的區間,每款發動機萬有特性不一樣,經濟性區間也不一樣,故此什麼轉速區間油耗低並不能一概而論。

工程師根據發動機自身的特性,對汽車的傳動系統進行標定。例如,在車輛在勻速行駛時,發動機需要克服一定的力做功,工程師就會將這時的發動機轉速調整到功率足夠而且油耗率小的轉速區間,從而達到省油的目的。所以,不同的車型,不同的發動機,就會有不同的傳動比,最終表現出來的就是相同的行駛速度,發動機轉速不一樣。

對發動機轉速影響最大的,其實還是變速器

現在我們已經簡單地瞭解瞭車速與發動機轉速之間的關系瞭,隨著汽車傳動系統技術的發展,不同的變速箱對發動機轉速也會有影響。

不同類型的變速器,對發動機轉速也有一定影響。

傳統的手動變速器、自動變速器以及熱門的雙離合變速器,這三種變速器雖然工作原理不進相同,但是它們都擁有傳統意義上的檔位。檔位其實指的就是傳動比,好變速自行車,在一個檔位腳踩得越快,車輪就轉得越快。如果要保持速度的同時讓腳踩慢點,就必須換擋,而這時會感覺到踏板變重。不同的檔位,就是讓騎手在不同車速下找到最合適的踩踏節奏以及踏板重量,檔位數量越多,騎手騎車時就更加輕松瞭。

一款搭載瞭 6 檔變速器的汽車,由於各檔位的傳動比不同,同在 50km/h 的時速下, 2 檔時發動機轉速為 2900rpm,3 檔時為 1750rpm,4 檔時為 1300rpm。工程師合理地設計傳動比,駕駛員合理地選擇檔位,就能讓發動機最佳的工況下工作。

對於汽車而言同樣是一個道理,變速器檔位越多,發動機就更容易維持在更佳的轉速區間。但是,並不是說檔位越多就越好,畢竟上述 3 種變速器如果檔位越多,往往意味著變速器體積越大,不僅會侵占乘員空間,而頻繁的換擋動作還有可能增加換擋頓挫的頻率,影響舒適性。所以目前轎車上最常見的自動變速器檔位為 6 個,最多的也就 10 個。

然而,有一種變速器能夠讓發動機始終保持在最佳轉速區間,那就是 CVT 無級變速器,而目前這種變速器已經被廣泛運用到經濟型轎車上。CVT 變速器由於擁有特殊的結構,傳動比可以在最大值和最小值之間任意變動,也就是理論上最理想的變速器形式。開過 CVT 車型的朋友會發現,發動機能夠在同一轉速下實現不同車速。這樣一來,變速器就能根據駕駛員的意圖選擇合適的傳動比,從而讓發動機工作在最經濟或者動力最強的轉速,時刻保持發動機的高效。

CVT 變速器擁有特殊的傳動結構,在不同時速和工況下都能夠讓發動機工作在最經濟或者動力最強的轉速。

但是,CVT 變速器往往沒有理論上完美,由於材料以及工藝的限制,其所能承受的最大扭矩受到瞭制約,因此在汽車起步或者急加速時,為瞭保護變速器,行車電腦會對發動機的動力輸出進行控制,故此給駕駛員帶來提速較 " 肉 " 的感覺。

每一款汽車的所有零部件,都是經過工程師的精密設計和反復計算而成的。普通消費者對一款車的理解遠不如工程師,所以對於汽車的設計,我們並不需要對其進行過多的解讀。就如以相同時速下不同的發動機轉速來評價一款發動機一樣,這些沒有任何根據的傳聞希望廣大車主以後不要輕信。

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