【酷車訊】什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？我們在看一些比較專業的汽車

我們在看一些比較專業的汽車文章時，有時候里面會有“發動機特性”這個概念，還有的會配一張發動機特性曲線圖來說明，看得我們這些汽車小白一愣一愣的。那么究竟什么是發動機特性呢？我們又該如何來理解這個發動機特性曲線呢？下面小酷來給大家說說這個問題。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

在說明這個問題之前，我們首先來了解幾個基本概念。

1、發動機有效功率：發動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率。發動機功率是發動機性能最重要的指標，汽車的最高車速就是由發動機功率決定的。通常用大寫的字母P來表示。

2、有效轉矩：在發動機飛輪上對外輸出的轉矩稱為有效轉矩。一般發動機的扭矩越大，它的加速能力和爬坡能力越強。通常用大寫的字母M來表示。

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3、發動機轉速：發動機曲軸每分鐘的回轉數稱為發動機轉速。發動機轉速的高低，關系到單位時間內作功次數的多少。通常用小寫的字母n來表示。

4、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，有效燃油消耗率越低，發動機的經濟性越好。通常用小寫的字母g來表示。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

以上這幾個參數，是發動機重要的性能指標，可以用來表示發動機的工作狀況，簡稱工況。它們之間有如下的關系：

P=M*n/9550

由于汽車發動機的工況變化范圍很大，所以這幾個參數也可以在很大的范圍內變化，而研究它們之間的變化規律，可以找出提高發動機動力性和經濟性的有效途徑。這就是所說的發動機特性。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

所謂的發動機特性，是指發動機的性能指標隨發動機調整情況和運轉工況而變化的規律。表示其變化規律的曲線稱為發動機特性曲線。一般發動機有速度特性、負荷特性、調整特性、萬有特性這幾個特性。由于柴油機和汽油機有很大的區別，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分別來說說這幾個特性。

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一、汽油機的速度特性

所謂的速度特性，是指在發動機點火系統和燃油供給系統調整到最佳的條件下，在節氣門開度不變時，發動機的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率隨發動機轉速而變化的關系。表述上述關系的曲線稱為速度特性曲線。當節氣門全開時的速度特性稱為發動機的外特性，它表示發動機的最高性能；節氣門部分開啟時的速度特性稱為發動機部分特性。部分特性曲線位于外特性曲線之下，有無限多條。由于汽車發動機經常在部分負荷下工作，所以研究部分特性曲線更有實際意義，一般發動機要做出標定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

那么我們如何來解讀這個速度特性曲線呢？

1、有效扭矩曲線的變化趨勢：隨著發動機轉速的增加，有效扭矩逐漸增大，當出現最大扭矩后逐漸下降，且下降程度越來越大，整個曲線呈中間高、兩邊低的中凸形狀。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

汽油機的扭矩曲線主要取決于進入氣缸的混合氣的數量。而轉速變化會直接影響發動機的充氣系數。轉速低了進氣慣性不足，轉速高了進氣阻力增加，所以轉速過高或過低都會導致發動機扭矩下降。對于傳統的固定配氣相位的配氣機構來說，只能保證發動機在某一個轉速區間內有最佳的充氣系數，這就是我們常說的發動機最佳工作區間。而使用了可變配氣正時機構的發動機可以在更大的范圍內調整最佳充氣系數，所以這樣的發動機有更高的性能。另外，發動機轉速越高，機械效率越低，功率損失增加，有效扭矩也會隨之下降。這就是有效扭矩曲線呈中間高、兩邊低的原因。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

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

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

在這里要特別說一下增壓發動機和自然吸氣發動機的扭矩曲線的區別。現在越來越多的車型搭載渦輪增壓發動機，大家在駕駛這樣的車型時，都會有一個感覺：在發動機轉速較低時，汽車動力較差；在轉速上升到某一個數值時，汽車的動力突然增加，并且這個動力會平穩的維持一段時間；如果轉速超過了某一個數值，汽車的動力又會突然的下降。這其實就是由于渦輪的介入與退出導致的，在渦輪的介入與退出的瞬間，發動機的充氣系數會有非常明顯的變化，導致發動機的扭矩劇烈變化，所以它的扭矩曲線呈現階梯狀。而自然吸氣發動機就不會有這樣的狀況，它的扭矩變化是非常平順的，扭矩曲線也是一條相對平直的曲線。

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2、有效功率曲線的變化趨勢：由于發動機有效功率與有效扭矩以及轉速成正比，即P=M*n/9550 。所以當轉速增加時，由于有效扭矩和轉速同時增加，所以有效功率增加的很快；直到有效扭矩達到最大值時，由于M的下降使有效功率P上升緩慢；隨著轉速的繼續增加，有效功率達到最大值，隨后由于有效扭矩M的下降影響超過了轉速n上升的影響，所以有效功率也隨之下降。所以發動機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。

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3、有效燃油消耗率曲線的變化趨勢：由于發動機轉速的增加使每小時燃油消耗量增加，但是發動機在中等負荷及轉速的條件下，機械效率是最高的，此時供給的可燃混合氣也是經濟型的，燃燒效率最高，因此發動機在中等負荷及轉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。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

二、汽油機的負荷特性

所謂的發動機負荷特性是指在發動機轉速不變的條件下，燃油經濟性指標隨發動機負荷而變化的關系。由于汽油機的負荷調節方式是“量調節” ，即控制進入發動機的混合氣的數量多少，所以研究負荷特性，可以了解在各種負荷條件下發動機的經濟性，從而確定在何種負荷率下發動機的經濟性最好。（所謂的負荷率，是指發動機在一定轉速下實際發出的功率與節氣門全開時的最大功率之比的百分數。可以近似的看成節氣門的開度）。在特性曲線圖上有每小時燃油消耗量曲線和燃油消耗率曲線。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

1、每小時燃油消耗量曲線的變化趨勢：汽油機轉速一定時，每小時耗油量主要取決于節氣門的開度和混合氣的成分，隨著節氣門開度的加大，進氣量增加，雖然混合氣濃度會降低，但耗油量會迅速增加。當節氣門接近全開時，混合氣開始加濃，耗油量上升的趨勢更快。

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2、燃油消耗率的變化趨勢：當發動機空轉時，輸出功率為零，機械效率為零，所以燃油消耗率趨于無窮大；隨著節氣門開度的加大，輸出功率增加，換氣損失下降，機械效率上升，燃油消耗率下降很快，在某一開度時達到最低點；當節氣門開度繼續增大，接近于全開時，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。

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三、汽油機的調整特性

發動機的性能指標隨調整情況而變化的關系稱為調整特性。對于汽油機來說，主要有點火提前角調整特性和燃料調整特性，即改變點火提前角和燃油標號，發動機的功率和扭矩也會發生一定的變化。對于現在的電控燃油噴射發動機來說，點火提前角是自動控制的，無需調整，所以點火提前角調整特性已經名存實亡了；燃料調整特性主要是指發動機使用不同標號的汽油，動力性和經濟性都會有一定的變化，一般來說，使用的汽油標號越高，發動機的動力性和經濟性越好。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

四、汽油機的萬有特性

發動機的速度特性和負荷特性只能反映發動機在某一個工況下的發動機性能，但是發動機在實際運行中工況變化范圍是非常大的，因此為了綜合評價發動機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。如下圖所示，橫坐標表示發動機轉速，縱坐標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。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

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。最內層的等油耗率曲線相當于最經濟的區域，曲線越向外，表示發動機的經濟性越差。若等油耗率曲線在橫坐標方向較大，則表明發動機在轉速變化較大而負荷變化較小的情況下工作時，經濟性較好；若在縱坐標方向較長，則表明發動機在負荷變化較大而轉速變化較小的情況下運行時，燃油消耗率較小。對于普通的車用發動機，希望最經濟的區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方向長一些，使常用轉速和負荷曲線落在最經濟的區域。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

以上是對汽油發動機特性的分析。對于柴油發動機來說，同樣也有這四種發動機特性，但是柴油發動機在較低的轉速下就可以實現大扭矩輸出，同時燃油經濟性也較好，所以它的特性曲線比汽油發動機更合理。

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什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？【酷車訊】什么是發動機特性？我們該如何來理解發動機特性曲線？

對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動機的最高性能，同時也能看出發動機最大扭矩的工作區間，從而確定汽車的換檔轉速；從萬有特性曲線上可以看出發動機的經濟性，同時也能看出發動機最經濟的工作區間，我們在開車時經常讓發動機在這個區間內工作，就可以實現節油的效果。

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