我們在看一些比較專業(yè)的汽車文章時，有時候里面會有“發(fā)動機特性”這個概念，還有的會配一張發(fā)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(fā)動機特性呢？我們又該如何來理解這個發(fā)動機特性曲線呢？下面老侯來給大家說說這個問題。

在說明這個問題之前，我們首先來了解幾個基本概念。

1、發(fā)動機有效功率：發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率。發(fā)動機功率是發(fā)動機性能最重要的指標，汽車的最高車速就是由發(fā)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(fā)動機飛輪上對外輸出的轉矩稱為有效轉矩。一般發(fā)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。

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

4、有效燃油消耗率：發(fā)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(fā)動機的經(jīng)濟性越好。通常用小寫的字母g來表示。

以上這幾個參數(shù)，是發(fā)動機重要的性能指標，可以用來表示發(fā)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(fā)動機的工況變化范圍很大，所以這幾個參數(shù)也可以在很大的范圍內變化，而研究它們之間的變化規(guī)律，可以找出提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的有效途徑。這就是所說的發(fā)動機特性。

所謂的發(fā)動機特性，是指發(fā)動機的性能指標隨發(fā)動機調整情況和運轉工況而變化的規(guī)律。表示其變化規(guī)律的曲線稱為發(fā)動機特性曲線。一般發(fā)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(qū)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。

一、汽油機的速度特性

所謂的速度特性，是指在發(fā)動機點火系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)調整到最佳的條件下，在節(jié)氣門開度不變時，發(fā)動機的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率隨發(fā)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(jié)氣門全開時的速度特性稱為發(fā)動機的外特性，它表示發(fā)動機的最高性能；節(jié)氣門部分開啟時的速度特性稱為發(fā)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(fā)動機經(jīng)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(fā)動機要做出標定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

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(fā)動機轉速的增加，有效扭矩逐漸增大，當出現(xiàn)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。

汽油機的扭矩曲線主要取決于進入氣缸的混合氣的數(shù)量。而轉速變化會直接影響發(fā)動機的充氣系數(shù)。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(fā)動機扭矩下降。對于傳統(tǒng)的固定配氣相位的配氣機構來說，只能保證發(fā)動機在某一個轉速區(qū)間內有最佳的充氣系數(shù)，這就是我們常說的發(fā)動機最佳工作區(qū)間。而使用了可變配氣正時機構的發(fā)動機可以在更大的范圍內調整最佳充氣系數(shù)，所以這樣的發(fā)動機有更高的性能。另外，發(fā)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。

一般來說，有效扭矩曲線中間突起部分越高越平緩，表示發(fā)動機的扭矩特性越好，最大扭矩持續(xù)的轉速范圍越寬，說明發(fā)動機的持續(xù)加速能力越好，這種發(fā)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(fā)動機，在高速行駛時特性較佳。

在這里要特別說一下增壓發(fā)動機和自然吸氣發(fā)動機的扭矩曲線的區(qū)別。現(xiàn)在越來越多的車型搭載渦輪增壓發(fā)動機，大家在駕駛這樣的車型時，都會有一個感覺：在發(fā)動機轉速較低時，汽車動力較差；在轉速上升到某一個數(shù)值時，汽車的動力突然增加，并且這個動力會平穩(wěn)的維持一段時間；如果轉速超過了某一個數(shù)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(fā)動機的充氣系數(shù)會有非常明顯的變化，導致發(fā)動機的扭矩劇烈變化，所以它的扭矩曲線呈現(xiàn)階梯狀。而自然吸氣發(fā)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。

2、有效功率曲線的變化趨勢：由于發(fā)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(xù)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(fā)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。

3、有效燃油消耗率曲線的變化趨勢：由于發(fā)動機轉速的增加使每小時燃油消耗量增加，但是發(fā)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(jīng)濟型的，燃燒效率最高，因此發(fā)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。

二、汽油機的負荷特性

所謂的發(fā)動機負荷特性是指在發(fā)動機轉速不變的條件下，燃油經(jīng)濟性指標隨發(fā)動機負荷而變化的關系。由于汽油機的負荷調節(jié)方式是“量調節(jié)”，即控制進入發(fā)動機的混合氣的數(shù)量多少，所以研究負荷特性，可以了解在各種負荷條件下發(fā)動機的經(jīng)濟性，從而確定在何種負荷率下發(fā)動機的經(jīng)濟性最好。（所謂的負荷率，是指發(fā)動機在一定轉速下實際發(fā)出的功率與節(jié)氣門全開時的最大功率之比的百分數(shù)?？梢越频目闯晒?jié)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。

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(jié)氣門的開度和混合氣的成分，隨著節(jié)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(jié)氣門接近全開時，混合氣開始加濃，耗油量上升的趨勢更快。

2、燃油消耗率的變化趨勢：當發(fā)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(jié)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(jié)氣門開度繼續(xù)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。

三、汽油機的調整特性

發(fā)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(fā)動機的功率和扭矩也會發(fā)生一定的變化。對于現(xiàn)在的電控燃油噴射發(fā)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(jīng)名存實亡了；燃料調整特性主要是指發(fā)動機使用不同標號的汽油，動力性和經(jīng)濟性都會有一定的變化，一般來說，使用的汽油標號越高，發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性越好。

四、汽油機的萬有特性

發(fā)動機的速度特性和負荷特性只能反映發(fā)動機在某一個工況下的發(fā)動機性能，但是發(fā)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(fā)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(fā)動機的多條性能曲線綜合在一張坐標圖上，全面的描述發(fā)動機的各種性能。如下圖所示，橫坐標表示發(fā)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。

從萬有特性曲線圖上，可以看出發(fā)動機在任何轉速與負荷下的運行關系，并可進行經(jīng)濟性分析。最內層的等油耗率曲線相當于最經(jīng)濟的區(qū)域，曲線越向外，表示發(fā)動機的經(jīng)濟性越差。若等油耗率曲線在橫坐標方向較大，則表明發(fā)動機在轉速變化較大而負荷變化較小的情況下工作時，經(jīng)濟性較好；若在縱坐標方向較長，則表明發(fā)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(fā)動機，希望最經(jīng)濟的區(qū)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(jīng)濟的區(qū)域。

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

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(fā)動機的最高性能，同時也能看出發(fā)動機最大扭矩的工作區(qū)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(fā)動機的經(jīng)濟性，同時也能看出發(fā)動機最經(jīng)濟的工作區(qū)間，我們在開車時經(jīng)常讓發(fā)動機在這個區(qū)間內工作，就可以實現(xiàn)節(jié)油的效果。

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