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發動機如何把最大扭矩設定在某一固定轉速或某一區間?哪些引數決定最大扭矩對應的發動機轉速?

作者:由 Mr.Zhang 發表于 遊戲時間:2014-12-25

謝邀。

不過這個問題我認為應該是發動機設計方面的,答起來有點虛。

首先我覺得答主的理解有點偏差,是

發動機設計決定了最大扭矩轉速

而不是靠人為調節引數來控制最大扭矩轉速。

現在民用車的最大扭矩轉速大多在3000~5000rpm之間,而F1這種怪物級別的發動機有可能到10000rpm以上,所以大家可能覺得最大扭矩轉速是可以透過調節引數來控制的。

下面我們拿民用車來簡單說明一下轉速和最大扭矩的關係,畢竟賽車離一般人的世界和我的工作領域太遠。

不過在說明前我們還要先明確一個概念,最大扭矩必然是在

節氣門全開(俗稱地板油)

的情況下出現的,而

空燃比也是事先設定好

的較濃混合氣,點火也是設定在

間歇輕微爆震區域

。所以說

@FlyRideR

的答案提到的三個引數的確和最大扭矩有關,但卻不是透過調整他們來確定最大扭矩轉速,而是在最大扭矩轉速時去調整這些引數,這個因果關係我們需要先搞清楚。

正式開始答題。

在一臺發動機的設計之初,工程師就要考慮用什麼硬體,使發動機達到什麼動力水平,其成本是多少等等等等,其中就包括讓發動機的最大扭矩在多少轉,最高工作轉速在多少。

於是其實硬體一設計完,發動機最大扭矩轉速也就出來了。

說起來好像很簡單,但其過程中需要考慮非常多的因素,會涉及到機械,材料,燃燒等多學科的綜合運用,如果想要從純理論角度詳細分析一臺發動機的最大扭矩轉速是多少,私以為基本上是不可能的。

不過透過觀察發現,大部分民用車發動機的最大扭矩轉速都在整條外特性曲線的中高轉速部分,這又是為什麼呢?

這是由

進氣效率

決定的。

找了半天找了張老掉牙的圖……

發動機如何把最大扭矩設定在某一固定轉速或某一區間?哪些引數決定最大扭矩對應的發動機轉速?

發動機如何把最大扭矩設定在某一固定轉速或某一區間?哪些引數決定最大扭矩對應的發動機轉速?

我們可以從上圖看出從低轉速到最大扭矩轉速扭矩一直在增大,這個階段進氣效率增加的原理應該比較好理解,就是隨著轉速升高氣體流速增加,單位時間吸入的空氣量也相應增加。

看到後半段的時候可能有人會說,那麼應該是轉速越高進氣效率越高扭矩越大才對啊。

如果發動機的硬體能跟上的話,理論上的確是這樣,但是實際上由於硬體的限制,從最大扭矩轉速往後由於活塞上下行的空氣脈動和進排氣門的空氣脈動互相干擾導致進氣阻力反而增加,進氣效率會降低。再加上高轉速下機械阻力上升,扭矩反而會以比上升階段更快的速度下降。

那麼有哪些硬體會影響進氣效率呢?

太多了……進排氣機構,氣門機構,燃燒室形狀,發動機材料等等都會對其產生影響,至於各自是怎麼影響,影響有多大,抱歉……我答不了……就算有人能答,可能會寫成一本書……

綜上,我們可以得出,

發動機的最大扭矩轉速是由其硬體設計決定的

下面說說渦輪增壓那塊兒,不過答起來就更虛了,畢竟沒做過實機,但我認為其扭矩平臺也是根據其硬體特性決定的。

至於為什麼渦輪增壓發動機峰值扭矩來得比NA發動機早,這是由於渦輪提供的高壓氣體使進氣效率在低轉就達到了硬體的峰值。

題姑且算是答完了,不過如果題主的本意是想知道具體什麼樣的硬體能讓發動機的最大扭矩轉速處於哪個範圍,渦輪增壓的扭矩平臺寬度是多少,估計很少有人能答得上來吧。

以上。

標簽: 扭矩  轉速  發動機  最大  硬體