03.01 柴油機扭矩那麼大,為什麼車子開不快啊?

一誠不染


其實這是普遍現象,柴油機由於自身特性決定了它雖然有很大的扭矩,但是功率上不去,而一輛車的最高速度是由發動機最大功率決定的,因此柴油發動機更多的被人們用來乾重活。比如一些載重卡車,清一色都是柴油渦輪增壓發動機,對這些車來說加速性能和極速並不重要,要的就是拖拽能力,或者說牽引能力,而柴油機的低轉速大扭矩就適合幹這個活。



柴油機的特點就是轉速普遍不高,功率也不高,但是扭矩非常大。上圖是大眾途歡柴油渦輪增壓發動機2.0TDI的轉速錶,5000轉已經進入紅區了,最高轉速6000。

而這個是汽油版的轉速錶,6000才進入紅區,而且最高轉速8000。

但是對比一下扭矩卻發現柴油版的扭矩為320牛米,而汽油版的則是280牛米。這就更進一步驗證了柴油機的特性:低轉速,大扭矩,低功率。其實造成這種現象的原因很簡單,就是由於柴油機壓燃的特性。

我們都知道柴油機是靠壓縮空氣產生的熱量將柴油點燃的,因此為了能將空氣壓縮到足夠熱柴油機需要更大的壓縮比,否則壓縮量不夠是無法達到柴油燃點的,因此柴油發動機的壓縮比普遍大,而想要更大的壓縮比就需要更長的活塞行程,接下來我們就看圖來解釋。


上圖左側代表汽油機,右側代表柴油機。兩者活塞都在上止點。柴油機活塞行程更長。而為了達到更長的行程,柴油機的曲軸回轉半徑r2就需要更長,圖中可以看到,汽油機的曲軸回轉半徑明顯小於柴油機。這就導致了這樣的情況:

當柴油機做功時,活塞連桿推動曲軸轉動的力矩更長,在曲軸上產生的力更大。而且柴油機活塞行程更長,燃燒能量推動活塞做功時間更長。因此反應出來的結果就是柴油機扭矩大,但是轉速低。

就像我們騎變速自行車一樣,最低檔很省力,我們可以輕鬆爬上陡坡,但是想跑快的話我們的腿跟不上節奏。而高速檔雖然爬坡很費勁,但是我可以輕鬆騎到一個比較高的速度。這就是功率與扭矩的區別。也可以比喻成柴油機與汽油機的區別。


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