同樣的原理,為什麼拖拉機聲音很大,是一下下的噠噠聲,汽車卻是平滑的聲音?

光影解毒


首先來講拖拉機和汽車的發動機是不一樣的。拖拉機的發動機採用的是柴油機,而汽車的發動機多數是汽油機。甚至一部分拖拉機採用的是單缸柴油機,這也是我們覺得聲音最大的拖拉機之一,而多缸農用車聲音就會小很多。下圖就是我們最常見的單缸柴油機,也是最頑強的發動機。


其實不光拖拉機聲音大,有些汽車啟動時發動機也是非常大的。例如馬自達創馳藍天系列,冷啟動的時候總會有人說聲音和拖拉機一般大,側面說明了某些汽油發動機在特殊情況下噪音也是非常大的。難道創馳藍天發動機和柴油機之間有什麼相同點嗎?他們唯一的相同點就是壓縮比非常高。例如創馳藍天的壓縮比達到了13:1,這樣高的壓縮比只有馬自達才這樣玩,別的廠商基本玩兒不轉。所以馬自達的創馳藍天,既省油動力又足。而單缸柴油機的壓縮比達到22:1。這樣高的壓縮比,柴油機工作時的噪音是不能低的。


除了壓縮比高之外,單缸柴油機的工作方式也與多缸發動機不一樣。單缸柴油機吸氣,壓縮,做功,排氣衝程中只有一個做功衝程對外做功。而其他三個衝程只能依靠飛輪慣性來完成。而這個衝程飛輪只能轉半圈左右,註定單缸柴油機做功粗暴,震動大。而多缸發動機工作時各個氣缸衝程是交替進行的,壓縮比低、震動低四個衝程無縫銜接,轉速高噪音低。

除了這些原因之外,柴油發動機在運轉中還有很多機械噪音,例如曲軸前池的正時齒輪組運轉噪音非常大,機械式高壓柴油泵、噴嘴工作時噪音也非常大。所以多缸農用車採用多缸柴油機噪音也非常大。就是因為機械運轉噪音大,而後來的發動機正時由齒輪傳動改為皮帶傳動、柴油泵改為轉子泵後噪音大大降低,而改為電噴後柴油機噪音進一步降低。


拖拉機之所以不用高端靜音柴油機主要是從使用成本考慮的,並且拖拉機消音器(排氣管)受到成本限制,消音效果很一般,這也是噪音大的一個原因。汽車發動機噪音低的原因上面已經說了,壓縮比低、多缸運轉更平穩、針對噪音在結構上做了很多優化。不僅震動低,噪音也低很多。


水墨丹青一世情


有這種噠噠聲的發動機主要是單缸柴油機了,用於汽車上的主要是單缸拖拉機了,這種車出現很早,相信很多人都見到過,聲音特別刺耳,如果是怠速很小的話,感覺要熄火了又響一下,要熄火了又響一下。這個發動機的工作原理是,吸入新鮮的空氣《吸氣》,被吸入的空氣被在氣缸內被壓縮《壓縮》,在壓縮到氣缸上止點時,噴油嘴立刻噴入高壓液化的柴油,與被壓縮的空氣立刻混合並點燃,氣缸內壓強增大,推動活塞向下運動《做功》,從而連桿推動曲軸旋轉,完成做功,做工完成後,要把燃燒的廢氣排除氣缸內《排氣》。從而進入下一個做工循環。我們聽到的噠噠聲,實際就是發動機在做功的那個行程。為什麼聲音那麼刺耳,實際上是排氣管內的消聲器所決定,拖拉機的消聲效果不是很好,如果撤去排氣管,聲音更難聽。

所有的發動機工作原理都差不多,都要完成吸氣,壓縮,做功,排氣,只是柴油發動機的燃料是柴油,有噴油嘴,吸入新鮮空氣,不需要火花塞點火。而汽油發動機吸入是按一定比例的汽油和空氣的混合物,要通過火花塞點火,從而實現做功。

而為什麼多缸發動機聲音聽起來那麼平順呢?原因是多缸持續不斷的在工作,間隔時間太短,基本上感覺都連在一起了,所以感覺不到噠噠的聲音,再加上理想的消聲設備,所以聲音就感覺小,但是如果是消聲器壞了,或者是撤了排氣管,聲音一樣難聽,一樣刺耳。

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堅持5128


汽油和柴油內燃機的工作原理都差不多,除了老古董的二衝程外現在也都是四衝程。農村見得最多的拖拉機當屬80年代初期到90年代末期那種15-30馬力的單缸或者雙缸拖拉機,還有就是聲音同樣洪亮的“三蹦子”-柴油三輪車。 早年鄉村大路上這種“突突突”的聲音是最司空見慣的,在汽車稀少的那個年代農機車不僅可以出力幹活也是一個不錯的代步工具,至於噪音和震動那都不是事。

其實也並不是所有拖拉機都是“突突突”,現在很多重型四缸或者六缸的拖拉機聲音還是相對平順緩和的。這是因為多缸可以讓聲音連續一些不至於那麼突兀,它的整體動力輸出也比較平穩。

柴油拖拉機和三輪車聲音大最主要的原因還是其發動機結構和運行原理導致。因為畢竟是農用車它的主要用途還是出力幹活,所以市場的需求是有勁。我們看到不管是手扶拖拉機還是小型三輪車還是小型四輪農用車其發動機的功率也就那個十幾到幾十馬力,但它可以輕鬆拉上幾噸的貨物,因為柴油農用車都是輕轉速重扭矩的輸出特性。

柴油機聲音本來就比汽油機大

無論是單缸還是多缸或者相同缸數的前提下柴油機的噪音和震動都要比汽油機大。儘管同為內燃機,但由於燃油特性差異它們的燃燒方式是不同的。由於柴油的燃點高活性相對穩定所以柴油機都會採用壓燃的方式進行做功,而壓燃的前提就需要具備較高的壓縮比,一旦壓燃後釋放的能量會更多。柴油的壓縮比輕輕鬆鬆就可達到20:1而汽油機現在累死累活也才在15:1的範圍以內。另外由於壓燃的特性,柴油機的缸徑和行程相對汽油車來說要大,由於行程有可增大範圍區間所以柴油發動機一般在扭矩輸出上更有優勢也就是我們說的有勁。因此柴油機高壓縮比+長行程+壓燃的特性進行做功後釋放的能量大、震動也大、噪音也大。

汽油車注重的是轉速,也就是發動機做的功主要用於速度的提升。這樣就決定了汽油機的高轉速和高運行速度特性,同功率下想要拉高轉速就相對降低扭矩,因此汽油機的缸徑和行程都比較小。另外汽油車是點燃做功,壓縮比相對柴油低,缸徑和行程減小,所以產生的震動和噪音就比柴油機小。這就好比一個氣球你把它吹到極限爆炸所產生的聲音肯定比你吹到一半用針扎爆要大很多。

單缸柴油機更大,並且不連續

因為缸數可以平衡聲音的連續性,我們聽到拖拉機“突突突”一方面其聲音本來就大,一方面由於有做功間隔所以它的聲音還不連續就給人突兀感,如果是多缸機儘管其聲音大但至少還是平穩、連續的輸出。我們看看單缸柴油做功過程,二衝程的很少見現在大多數仍是四衝程單缸機。

吸氣-壓縮-做功-排氣,這四個過程中只有做功這個過程是通過燃燒燃油產生動力,這個過程是通過曲軸旋轉720度(兩圈)帶動連桿和活塞上下往復運動。過程如下:吸氣時活塞下行至下止點曲軸旋轉180度;壓縮氣體時活塞運行上止點曲軸繼續轉轉180度,此時曲軸旋轉了360度發動機仍沒有任何做功,依靠消耗飛輪儲存的能量;壓燃做功,活塞由上止點運行到下止點,曲軸繼續旋轉180度;排氣活塞由下止點運行上止點排出廢氣。

因此,單缸發動機曲軸旋轉720度的過程中只有180度是做功的,也就是一個完整的做功過程四分之三時間不產生做功的噪音和震動,這種不連續的聲音就是“突突突”或者“噔噔噔”。最直觀的表現就是排氣管連續且間斷的吐黑煙,遠處只聞其聲不見其車。

汽油車注重轉速,且偏向舒適設計

功率=扭矩×轉速/常數

汽車追求的是速度和乘坐性,我們知道發動機的扭矩和轉速是成反比的,汽車往往是保證扭矩的前提下儘可能拉高轉速來提高功率。又由於汽油發動機的特性,提高轉速不利於其缸徑和行程過大,因此汽油發動機的缸徑和行程都不大,產生的震動和噪音在結構上就能減少。

單缸、雙缸發動機運用到汽車上不太合適,一方面是缸數少輸出功率受限,另一方面標榜舒適性的汽車你弄個單缸不是開玩笑的。當然雙缸汽油車還是有的只不過普及度太低,不過以後和混動組合的可能性更大。所以,我們常見的汽車發動機都是偶數缸,偶數缸配和四衝程能很好的控制動力輸出的連續性,這樣就保證噪音輸出也很線性。再加上汽油機本來噪音就比柴油機小,對比下來汽油機的噪音更容易讓人接受。

其它因素

除了結構及原理特性是造成差異的主要原因外就是噪音的控制方面了。汽車往往成本高,相對拖拉機用途不同,所以在發動機的降噪和噪音後處理方面比拖拉機投入更多。可以說噪音完全不是拖拉機的影響因素,但一定是汽車的影響因素,每個車企對靜音、消音方面的研發投入一直沒有停止過。而一萬塊的拖拉機和十萬塊的汽車沒有可比性,雖然汽車都有發動機降噪、排氣降噪、消音等後處理辦法,拖拉機也有消音但技術和效果跟汽車還是差遠了。但是如果把四缸汽油發動機的消音後處理全部去掉,一腳油門那聲音不見得多“優雅”。


旋轉的方向盤


其實拖拉機的柴油機和汽車的汽油發動機工作原理還是有些差異的,而拖拉機聲音比汽車大很多原因都是由這些差異導致的。

1、壓縮比


拖拉機使用的柴油機壓縮比遠大於汽油機,壓縮比大說明混合氣被壓縮的程度更劇烈,這樣在壓縮衝程和做功衝程產生的噪音也越大。

2、燃燒方式


柴油機是在壓縮衝程末端才開始噴油,而且是邊噴邊燒,燃燒速度慢且粗暴,缸內壓力持續時間更長,這也導致其噪音比汽油機大。

3、轉速範圍不同


因為柴油機燃燒速度比汽油機慢,因此轉速不能太高,否則留給噴油和燃燒的時間不夠,而拖拉機大多數是單缸發動機,低轉速下發動機做功衝程間隔長,聽起來就是有節奏的突突突,而汽車發動機最起碼也是三缸朝上,發動機轉速也高,工作時每個氣缸燃燒做功的時間間隔很短,聲音也更加連貫。

4、機械油泵

柴油機是缸內直噴,而且是在壓縮衝程末端高壓狀態下繼續向氣缸噴油,因此需要很大的噴油壓力,為了提供足夠的壓力柴油機都要有一個非常大的機械式油泵,比如上圖,這並不是一個發動機,只是柴油機的油泵而已。我們聽到的柴油機運行時的“噠噠聲”很多就是機械油泵的聲音。


愛車大家說


我們把其他的剔除了,就單說拖拉機發動機和汽車發動機

拖拉機發動機在結構上是柴油機

汽車上的是汽油機

拖拉機發動機是單缸結構較多,做功時間間隔較長。

汽車發動機4缸較多,點火間隔時間比單缸短

柴油發動機是靠壓燃的,也就是活塞到達上止點壓力容積變小壓力上升從而壓燃柴油混合氣,也就是說柴油機是沒有點火系統的,而且柴油機都是缸內直噴的

汽油機是靠點火系統火花塞點火進行做功的

作用不同。

柴油機多半是扭矩大馬力小

汽油機多半是馬力大扭矩小

比如你家拖拉機拉一車玉米很輕鬆的就從地裡出來了,但是跑不了很快,也就是低速的時候扭矩很大

但是你家的車可以告訴上跑的很快,但是下地拉一車玉米肯定是從地裡出不來的,

也就是一個是為了幹活

一個是為了享受

還有就是他們的原理真的不一樣,機械結構大致相同,但是柴油機沒有點火系統,還有就是噪音大主要是來自做功時間間隔產生的震動,主要還是單缸發動機吧,很多四缸的柴油機也很平順,但是平順歸平順可沒有說噪音小。


Fly飛輪


其中一個原因是齒輪選用不同。

拖拉機齒輪是直齒輪,直齒輪輸出的勁大,但是直齒一個個的打上去噪音很大。

而汽車不需要拖拉機那麼大的牽引力,所以用的是斜齒輪。斜齒輪是一個個無空隙接合的,不存在打齒的情況所以噪音小。

再加上轎車為了舒適型加裝了很多的隔音設備,所以造成了汽車聲音很小而拖拉機聲音很大還有噠噠聲。


永煜中原


你說的拖拉機是指的單缸小功率拖拉機。這種柴油發動機轉速低,活塞做功頻率低,當然能夠聽到一下一下的噠噠聲。常見的汽車最少也是四缸的,而且轉速相對單缸拖拉機來說很高了。單缸做一次功的過程,四缸可以分成四次,氣缸越多就配合的越緊密,加上轉速高,聽起來自然很平滑無節奏的聲音。其實大馬力多缸拖拉機的聲音比單缸拖拉機的聲音也平滑緊密的多。

至於說拖拉機的聲音大主要是低端農用車輛,能幹活耐用就行,追求的不是舒適而是實用,所以沒有在消音降噪上下大成本


地球王者水熊蟲


根據車輛來說的話,拖拉機和汽車的發動機是不一樣的產品,拖拉機的發動機柴機油,而汽車是汽油機,在工作上面兩者之間是有區別的,汽油發動機是四個缸或者三個缸,有進氣,壓縮,做功,點火等四個工作行程。

同時根據汽車的發動機的結構和構造而言,還有一個排氣管所在,排氣管是有消音器的,在氣體排放後,能夠最大程度上面減少發動機的所帶來的噪音和聲音,同時加上汽油的可壓縮性,也間接的帶來了這樣的一種情況。

而拖拉機在結構上面大多數都是單缸的柴油發動機,並且沒有消音器,在工作的過程當中,氣體是直接排放出去的,會產生排氣的衝擊性,除了這些原因之外,柴油發動機在運轉中還有很多機械噪音,例如曲軸前池的正時齒輪組運轉噪音非常大,機械運轉噪音大,並且不能夠得到相應的潤滑所以也會產生這樣的一種情況。

當然其次拖拉機之所以不用有噪音主要也是從車輛或者發動機的成本上面去進行考慮的,並且拖拉機消音效果很一般,有些甚至是沒有消音器這麼一說,所以這也是噪音大的一個原因。

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拖拉機用的單缸柴油機缸徑衝程和壓縮比之高,是轎車汽油發動機無法企及的。單缸機在20,最高的汽油機也就13左右。壓縮比越高,壓縮衝程和做功衝程產生的衝擊就越大,噪音也越大。另外汽車都是多缸機,震動平衡更好。單缸機只有一個氣缸,天生震動大。

汽車用發動機為噪音付出很多開發成本,單缸柴油機只為使用性和經濟性成本等考量。在噪音控制方面付出的成本就少的多了。


孤獨蟲1014


主要二點,一是柴油發動機噪音比較大,二是拖拉機是低端發動機,製造成本低才能普通應用


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