汽车发动机转速与车速及档位的关系是怎样?发动机转速越低是否真的越省油?

胡航科

朱博士回答:

发动机的转速不是越低越省油;但是相同车速时发动机转速低一些会省油;高挡位低车速,只要不低到车辆已经发生顿挫,对发动机没有什么危害,但是转速太低不省油,只有在经济转速区间内才省油。

下图是一个手动5挡车的转速、挡位与车速的对应关系。

发动机万有特性

要把这些问题搞清楚,要把发动机的万有特性看懂,就是下面这张图。上面有等油耗线和等功率线。

从图上可以看出,发动机在不同转速和不同负荷下,燃油消耗率的值不一样。

在变速箱与发动机进行匹配时,工程师遵循的原则就是,在常用车速范围内,要尽可能让发动机运转在燃油消耗率低的工况区域,只有这样汽车的油耗才会低。

图上最里面的圈圈是发动机燃油消耗率最低的区域,实际上做不到总让发动机在这个区域运转。

图上蓝色区域以下,属于发动机的小负荷区域,在相同转速下,发动机负荷越小燃油消耗率越高;

转速1500RPM以下,随着转速降低,燃油消耗率呈增大趋势。

转速高于2500RPM,随着转速升高,燃油消耗率也呈增大趋势。

每个发动机的万有特性不一样,但是总体结构类似。

挡位与油耗的关系

变速箱的挡位不断变多,手动挡设计出6挡,自动挡有8挡甚至更多。

采用较多挡位的目的之一就是省油;

省油的原理就是挡位多,可以在很大的车速范围内,通过调节挡位匹配车速,尽量让发动机运转在燃油消耗率低区域的机会变多。


朱博士白话发动机


理论上讲“低转速高档位”是可以省油的,但是过于理论,家用车辆上的ECO其实就是利用了这个“低转速高档位”的原理,用提前升档的方式去限制发动机转速上升,从而起到节油的目的(手动开启、关闭的那类ECO),所以呢我说这种省油方式过于理论化,低转速下提前升档,扭矩不够,升档后发动机“负荷”剧增,发动机应对突然而来的负荷还会进行一下喷油动作来补偿,先不说能不能省油,长期低转速高档位使发动机的负荷极高,尤其是车速还比较低的情况,对发动机的寿命影响很大,所以不建议长期“低转高档”,省不了多少油还毁发动机,得不偿失。


每个朋友都骑过变速自行车,变速自行车上也是有变速器的(喜马诺的不错),当我们骑行速度低时,我们强行挂入“高速挡”,我们踩得动脚蹬子么?是不是得站起来踩“脚蹬子”?站起来踩是不是更费力?我们的膝盖、小腿是不是更容易酸痛?我们更费力就带表了汽车中的发动机更费力,更费力显然省不了油。我们的小腿、膝盖酸痛就带表了发动机的“活塞、曲轴”也曾受了更大的压力。所以“低速高档”所谓的省油太过于理想,和我们蹬自行车一个道理,是的在低速度下高档位我们蹬的频率降低了,但我们得费尽力气站着蹬,严重对膝盖造成伤害,而且我们驶出了更大的力(因为更容易把腿弄的酸痛),消耗了更大的能量,所以不会省油。

当今的汽车变速箱一般会有三种模式,它们分别是“标准、ECO、S(sport)”

标准模式:在最恰当的转速下升档,保证了油耗、扭矩释放的平衡。

ECO:升档转速低于标准模式下的转速,牺牲扭矩的释放换取低油耗。(限制转速来限制油耗)

S模式:升档转速远高于标准模式,牺牲了油耗来换取更高的扭矩释放。

用骑变速自行车来解释S模式就是,用低俗档,蹬起来非常省劲,几乎没有负荷,但您要想把速度蹬起来,双腿的频率就得非常高,因为负荷低、蹬的容易、频率高,您的扭矩就特别大(也不用站着蹬了),小腿、膝盖就不容易酸了,但是由于高频率的蹬车,您的关节磨损会加大,就等同于“活塞、气缸壁”之间的磨顺也会加剧。


总结的说,同等车速下转速过高就等同于S模式(高转低档),动力充沛、扭矩足,爬个坡很轻松,但长此以往会加剧发动机的磨损。而同等车速下转速过低就等同于ECO模式(低转高档),扭矩不足、动力疲软、省油理论支持不足、发动机负荷增加,如果长时间在高挡低转的状态下跑,发动机经常在临界转速附近工作,也可以理解成经常在熄火的边缘工作,输出力量不够,变速箱不能正常工作,对变速箱有很大的损害。同时,低转速工作难以发挥引擎的自洁效果,也就是说汽油燃烧的不充分,容易在引擎和油路中产生积炭,这也是容易产生引擎和油路的故障的原因。所以无论是“低速高档”还是“高档低速”偶尔用用没毛病,长久使用都伤车。


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