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评价发动机性能优劣的指标有哪些?如何鉴定一款发动机的好坏?

2019-07-30 09:12
老侯解车
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发动机作为汽车三大件之一,无疑是备受瞩目的,大家在买车时最关心的也是发动机的好坏。那么作为普通消费者的我们,如何来鉴定一款发动机的好坏呢?

在汽车理论中,有一系列评价发动机性能的指标,比如动力性指标、经济性指标、强化指标、紧凑性指标、环境指标、可靠性指标、耐久性指标、工艺性指标、内燃机速度特性等等,这些性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动机性能优劣的依据。比如每年世界上举办的沃德十佳发动机评比,主要就是参考这些指标。下面我们就来分别说说这些指标的具体含义。

一、动力性指标

动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标,一般用发动机的有效功率、有效转矩、平均有效压力和发动机转速等作为评价发动机动力性好坏的指标。

1、有效功率:有效功率是指发动机在单位时间对外输出的有效功,也就是我们常说的发动机的功率。它是发动机性能最重要的指标,与发动机的有效转矩和发动机转速成正比。汽车上发动机功率的标注有总功率和净功率之分。总功率是指发动机不带任何附属设备时发出的功率,而净功率是指发动机带上包括发电机、水泵、风扇、转向助力泵、空调压缩机等所有的附属设备,从飞轮上输出的功率。显然,净功率对我们更有实际意义。但是有些汽车厂家在铭牌上标注的是总功率,看起来数据挺高,但动力并没有那么强。

2、有效转矩:有效转矩是指从发动机飞轮上对外输出的转矩,也就是我们常说的发动机的扭矩。一般发动机的扭矩越大,它的加速能力和爬坡能力越强;发动机最大扭矩出现的越早,持续的转速范围越宽泛,汽车的动力性就越好。一般大扭矩发动机的特点是大缸径、长行程,这样的发动机一般排量都比较大,所以一些老司机经常说“排量为王”、排量越大越有劲,就是这个道理。

3、平均有效压力:平均有效压力是指单位气缸工作容积发出的有效功,即推动活塞向下运行的力。一般发动机平均有效压力越大,发动机的作功能力越强,最大功率和最大扭矩就越大。现在很多汽车发动机都采用了涡轮增压技术,它的平均有效压力就要高于自然吸气的发动机,所以涡轮增压发动机的嘴大功率和最大扭矩都要高于同排量的自然吸气发动机。

4、发动机转速:发动机转速是指发动机曲轴每分钟的回转次数。发动机转速越高,发动机在单位时间内作功次数就越多,发动机功率也就越大。比如汽油机和柴油机对比,汽油机的最大扭矩没有柴油机大,但是最大功率却比柴油机高,就是由于汽油机的转速更高。另外,同种发动机也分为低转速发动机和高转速发动机两种类型,因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。

在这里必须注意一点,那就是发动机的动力性不等于汽车的动力性,发动机的动力性好不等于汽车的动力性好。汽车的动力性是指汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度,是一个综合性的指标。举一个例子来说,福特的1.0T三缸EcoBoost发动机,曾经获得过沃德十佳发动机的美誉,但是你把它安装在两吨重的林肯车上,汽车的动力性同样弱鸡。

二、经济性指标

发动机经济性指标包括两个指标:有效热效率和有效燃油消耗率。

1、有效热效率:燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率。显然,发动机的有效热效率越高,它的经济性越好。现在汽油发动机的热效率普遍都在30%~38%之间,最高的是丰田Dynamic Force系列2.5L发动机,可以达到40~41%,本田的L15B型1.5T涡轮增压发动机热效率也可以达到38%,不过这个数据基本就是发动机热效率的极限了,再往上就很困难了,发动机从发明到现在的一百多年里,热效率也不过提升了20%左右,现在已经到了瓶颈期,很难再提高了;不过柴油机的热效率要比汽油机高一些,一般可以达到35%~45%。而电动汽车的效率可以高达90%甚至100%,所以很多国家都在扶持新能源汽车的发展和研发,逐渐的限制燃油发动机的生产。

2、有效燃油消耗率:发动机每输出 1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。显然,发动机的有效燃油消耗率越低,它的经济性越好。一般发动机的有效燃油消耗率都在20g/kw.h左右,即发动机工作一小时,发出一千瓦的功率,需要消耗20克左右的燃油。

在这里也要注意把发动机的经济性与汽车的经济性区分开来。汽车的经济性是指汽车行驶一定里程消耗的燃油,与很多因素有关,发动机经济性好只是其中的一个方面,并不是说发动机经济性好汽车的经济性就一定好。比如把丰田Dynamic Force系列2.5L发动机安装到卡罗拉车上,就会出现大马拉小车的情况,汽车的经济性并不好。

三、强化指标

强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标,一般包括升功率和强化系数等。

1、升功率:发动机在标定工况下,单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率越大,表明每升气缸工作容积发出的有效功率大,发动机的热负荷和机械负荷都高。一般技术越先进的发动机,升功率就越高。带有增压技术的发动机升功率也要高于自然吸气发动机。

2、强化系数:平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。活塞平均速度是指发动机在转标定速下工作时,活塞往复运动速度的平均值。显然,强化系数越高的发动机,它的动力性就越好,但是对发动机的机械强度要求越高。

四、紧凑性指标

紧凑性指标是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标,通常用比容积和比质量衡量。比容积是指发动机外廓体积与其标定功率的比值,比质量是指发动机的干质量(干质量是指未加注燃油、机油和冷却液的发动机质量)与其标定功率的比值。显然,发动机的比容积和比质量越小,发动机结构越紧凑。

五、环境指标

环境指标用来评价发动机排气品质和噪声水平。排气品质是指发动机尾气排放中污染物的多少,它直接关系到人类的生存环境与身体健康。现阶段汽车尾气污染是大气污染的重要因素,所以各国政府都制定了严格的控制法规,以消减发动机排气和噪声对环境的污染。中国现阶段实施的是国五标准,在2019年即将实行国六标准,到那时发动机的排气污染又会有大幅度的下降。

六、可靠性指标

可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下,正常持续工作能力的指标。评价可靠性的指标有首发故障行驶里程、平均故障间隔里程、主要零件的损坏率等。这个指标是通过监测发动机全寿命过程得到的,一般呈浴盆型,所以又称为“浴盆曲线”,在使用初期故障率较高,随后故障率逐渐下降,然后在相当长的时间内故障率都维持在较低的水平,之后故障率会突然上升,并且居高不下,此时的汽车就到了生命的末期。

七、耐久性指标

耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。通常用发动机的大修里程,即发动机从出厂到第一次大修之间汽车行驶的里程数来衡量。现在绝大多数的发动机的大修里程都在二十万公里以上,个别发动机可以达到百万公里无大修的水平。所以对于普通的家用轿车来说,终身不用大修是可以实现的。

八、工艺性指标

工艺性指标是指评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏的指标。发动机结构工艺性好,便于制造和维修,就可以降低生产成本和后期的维修费用。这一点对于很多修理工来说应该有“切肤之痛”吧,有些发动机制造的太紧凑了,即使换一个很小的零部件,也要拆很多附属件才能做到,这样的发动机就可以说它的工艺性不好。

九、发动机特性

发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性。对于汽油机有速度特性、负荷特性和万有特性。发动机的有效功率 、有效转矩和有效燃油消耗率随发动机转速的变化关系称为汽油机速度特性;发动机转速固定,每小时耗油量和有效燃料消耗率随负荷变化的关系称为汽油机的负荷特性;万有特性曲线就是将发动机的多条性能曲线综合在一张坐标图上,全面的描述发动机的各种性能,从万有特性曲线图上,可以看出发动机在任何转速与负荷下的运行关系,并可进行经济性分析。发动机的速度特性是非常复杂的概念,分析它可以深刻的理解发动机功率、扭矩、油耗三者之间的关系,对于我们认识发动机,更好的使用发动机都有很好的指导意义。

以上就是评价发动机性能优劣的主要指标,其实这些指标有点太学术化了,我们普通消费者不可能把这些指标都弄明白,汽车厂家也不可能把这些指标都标注出来,那么我们在买车时如何通过简单的方法来判断发动机的好坏呢?

一般来说,同一款车型,根据高低配置的不同,会搭载2~3款发动机。其中最低配的发动机动力都偏弱,最高配的发动机动力又会过剩,所以中等配置的发动机一般是性价比最高的。这样的发动机推重比一般在10千克/千瓦以上,经济性相对较好,还有就是发动机的升功率越高一般发动机的技术越先进。另外我们还可以查看发动机的特性曲线,上面可以清晰的看到发动机的动力输出特点,看发动机的最大扭矩出现的转速是多少,持续的转速区间有多大,发动机经济工作区间,等等。至于发动机的可靠性就只能看口碑了,因为我们不可能从简答的数据来判断。还有就是运气的成分,大众的发动机有烧机油的也有不烧机油的,本田的发动机机油增多在事前是无法预料的,等等。所以说,买车还是要看人品的。

还有一种情况就是我们买二手车,该如何来鉴定发动机的好坏呢?这方面就需要丰富的经验了,一个普通人是很难鉴定发动机性能优劣的。一般来说我们可以从几个方面去观察:一是发动机运转是否平稳,加速是否顺畅;二是发动机的尾气排放情况和尾气的颜色,比如尾气温度过高说明燃烧不好,尾气呈蓝色是烧机油,尾气脉动过大说明发动机工作不平顺,等等;三是观察发动机的下排气,如果下排气过大说明发动机磨损严重;四是观察排气尾管内部的积碳情况,正常情况是干燥且没有积碳的,如果有大量的黑色积碳说明发动机燃烧不好,如果有油渍说明发动机机油消耗量过大,等等。

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