柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

其实这是普遍现象,柴油机由于自身特性决定了它虽然有很大的扭矩,但是功率上不去,而一辆车的最高速度是由发动机最大功率决定的,因此柴油发动机更多的被人们用来干重活。比如一些载重卡车,清一色都是柴油涡轮增压发动机,对这些车来说加速性能和极速并不重要,要的就是拖拽能力,或者说牵引能力,而柴油机的低转速大扭矩就适合干这个活。

柴油机的特点就是转速普遍不高,功率也不高,但是扭矩非常大。上图是大众途欢柴油涡轮增压发动机2.0TDI的转速表,5000转已经进入红区了,最高转速6000。

而这个是汽油版的转速表,6000才进入红区,而且最高转速8000。

但是对比一下扭矩却发现柴油版的扭矩为320牛米,而汽油版的则是280牛米。这就更进一步验证了柴油机的特性:低转速,大扭矩,低功率。其实造成这种现象的原因很简单,就是由于柴油机压燃的特性。

我们都知道柴油机是靠压缩空气产生的热量将柴油点燃的,因此为了能将空气压缩到足够热柴油机需要更大的压缩比,否则压缩量不够是无法达到柴油燃点的,因此柴油发动机的压缩比普遍大,而想要更大的压缩比就需要更长的活塞行程,接下来我们就看图来解释。

上图左侧代表汽油机,右侧代表柴油机。两者活塞都在上止点。柴油机活塞行程更长。而为了达到更长的行程,柴油机的曲轴回转半径r2就需要更长,图中可以看到,汽油机的曲轴回转半径明显小于柴油机。这就导致了这样的情况:

当柴油机做功时,活塞连杆推动曲轴转动的力矩更长,在曲轴上产生的力更大。而且柴油机活塞行程更长,燃烧能量推动活塞做功时间更长。因此反应出来的结果就是柴油机扭矩大,但是转速低。

就像我们骑变速自行车一样,最低档很省力,我们可以轻松爬上陡坡,但是想跑快的话我们的腿跟不上节奏。而高速档虽然爬坡很费劲,但是我可以轻松骑到一个比较高的速度。这就是功率与扭矩的区别。也可以比喻成柴油机与汽油机的区别。

柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

柴油动力汽车需要实现的是「节油」-车型需求决定速度标准

  • 内容概述:扭矩马力与车速关系解析,柴油机的运行原理与匹配车型特点。

【扭矩大·极速低】是柴油动力汽车的特点。在汽车爱好者圈子里普遍认为扭矩大则汽车性能强,这种评价放在汽油发动机上还是符合实际情况的,但是柴油机却完全不同。因为这种机器的设定决定无法实现高转速,车型的需求是「正常牵引·节油」,这就不是能够实现高车速的标准,为什么这么说呢?

基础知识
  1. 扭矩=单次做功输出能量数值
  2. 功率=每分钟做功次数能量综合

对于发动机最重要的两项数值可以这么理解,如果把每次做功理解为蹬自行车的脚踏板:轻轻踏一次车辆行驶的距离是不是会很短,而用足力气重踏踏板,只踏一次也能够让车辆行驶较长的距离。

起步时所谓的「爆发力·牵引力或加速能力」是否足够强,判断总会基于是扭矩大小,其实这就与自行车踏踏板是一个道理;区别只是内燃机是通过燃烧产生的热能,推动活塞带动连杆曲轴转动输出转矩(扭矩-动力),用脚蹬踏板带动连杆牙盘转矩只是用人力而已。

【功率】的理解也许有些难度,因为“效率”不是个非常白话的名词;那么称之为“做功次数”自然就很好理解了,燃油汽车的曲轴转动两圈会有一组气缸做功一次(输出动力1次),假设车辆以3000rpm运行,每分钟就会做功1500次。

  1. 单次输出扭矩假设为400N·m
  2. 3000rpm=1500×400

这样描述是不是更容易理解了呢?其实还可以用蹬自行车来理解:单次蹬踏卯足力气的力量不变,每分钟蹬踏是50次车辆会慢悠悠的前行,但是蹬踏100次车辆车速是不是就会很快了?「蹬踏效率=做功效率」,在固定时间内动力元输出的总能量越大则车辆移动速度越快,因为功率可以折算为马力。

【马力】是衡量汽车极速强弱的重要参考,国内使用的马力单位为「公制马力」,驱动力为每马力驱动75公斤物体-实现“1秒1米”的运动标准。在物体整备质量不变的前提下,比如就是75公斤,输出2马力是不是就能实现“1秒·2米”的移动速度了呢?

汽车的整备质量是不变的,总质量也有阈值;所以说马力越大则车速就必然越快,只是马力的计算方式离不开功率扭矩的算法,决定大小的核心因素有两点

两组公式:

  1. 扭矩×转速÷9549=功率
  2. 功率×1.36=马力

功率的计算方式并不是上文描述的那么直白,因为实际转化过程中存在很多损耗,所以只是可以那样理解。但马力的计算就是这么简单,乘以倍率得出的数值即为马力。

那么也就是说真正决定马力大小的是【扭矩&转速】,转速高等于做功频率高,即使扭矩小但做功次数多也能输出大马力;但是做功的本质等于喷油燃烧,所以高转做功必然等于高油耗,最理想的大马力状态应当是「低转速×大扭矩」,这是柴油机的特征。

两类机器-特点解析

1:柴油发动机主要应用于营运车辆,指中重型客货车;此类车型的最高限速分别为「≤80/90/100km/h」,速度限制是比较严格的,或者说营运车型就不需要实现高车速。

所以柴油发动机也就没有必要有太高的马力,否则在正常加速过程中即使能感受到更强的爆发力,但是频繁的拉升转速还是会很费油。(低速前进挡可以实现·高转速大马力输出,但以特殊速比实现低车速,这是为了安全起步的设定)

最终柴油机选择了压燃点火技术,利用超高压缩比直接引燃混合油气,并且在活塞上行到上止点的瞬间同步燃烧做功。这种设定能够让燃烧产生的推动力,以最高比例转化为活塞的推动力,也就是所谓的「转矩·扭矩」了。

同时柴油机严格限制了转速,标准一般为≤4000rpm左右;限速的目的首先为避免正常换挡加速时转速过高影响油耗,而且压燃点火产生的振动强度本就比较夸张,转速太高会无法控制磨损,发动机的使用寿命会大幅缩短的。这就是柴油发动机加速感受良好但极速,以及高车速区间加速能力弱的原因,转速拉不上来就不能谈功率马力。

2:汽油发动机主要应用于家用代步汽车,车辆核载人数少且整备质量很小则风险系数低,车辆的限速也提升到【≤120km/h】的标准,速度基数的增长就等于转速范围的扩大,转速更高则必然输出马力会更大。

而且此类车辆用户对油耗的接受度更高,追求的是理想的NVH(噪音·振动·声振粗糙度)的高水平;所以压燃点火就不适合使用,汽油机使用的是压缩只蒸发燃油,做功依靠火花塞点火、并且在活塞下行开始后“顺水推舟”的推动活塞。这种设计虽然会让扭矩有一定损耗,不过也能够让机体的运行更加平稳,这又是能让转速更高、马力更大、驾驶乐趣更强的设定,这就是汽油机。

总结:汽油发动机是适合需求良好驾驶体验,或者追求超高性能与极速性能车的选项;而柴油发动机因振动噪音大只适合商用车型,当然节油的优势也是商用车会接受它的原因。

两种机器的特点完全不同,互相不能取代也都不能否认比例的优缺点;不过电动机但是可以取代这两种机器,因其起步瞬间即可爆发最大扭矩,因转子悬浮固定没有物理接触磨损,所以转速也可以达到1.5/2.0万转。所以电动与插电混动汽车总会有很强的牵引力与极速,参考高铁动车的速度吧,这种交通工具也是电机驱动哦。

编辑:天和Auto

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柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

决定一个车跑的快慢,不管是加速快慢,还是极速快慢,只取决与功率,扭矩只能反映发动机的出力特性。

很简单,不用多解释,报发动机参数的时候是先报功率还是先报扭矩?那些追求高性能发动机的车企,他们是追求高功率还是追求高扭矩?比如布加迪威龙,当时刚出的时候一直在强调发动机马力超过1000匹。还有柯尼塞格one:1,宣称马力与车重比是1:1,为啥不是扭矩与车重比?

柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

欧洲很多轿车是柴油的,跑不快吗? 可能你说的柴油车局限于国内的工程车`货车等,这些低速高扭的车。

柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

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结论优先

柴油车开不快是误解,在匹配相同车型的前提下,通常柴油车比汽油车提速更快。

一想到柴油车,大伙脑海里首先浮现的画面八成是大货车。而提到汽油车,大家想到的肯定是轿车、SUV。

重汽黄河重卡

大货车跑的慢,乘用车跑的快,所以柴油车开不快。。。看似思路很清晰,其实却有些蛮不讲理。

做任何分析比较,前提是在同样的边界条件下。大货车载重大,发动机排量大;乘用车载重小,发动机排量小,边界条件完全不同,自然无法得到合理的结论。

柴油车 VS. 汽油车

柴油车大都是生产资料,以创造利润为主要用途,多用于配套各种中重型车辆,比如牵引车、自卸车、冷藏车、长途客车、公交车等。这种车往往运输大量的货物或乘客,整车自重大,载重也大。中重型车属于营运车辆,限速在100km/h以内。因为车重,这类车加速很慢,高速上遇到大车相互超车的时候,总是感觉很费劲。

现代重卡

汽油车大都是生活资料,以给人们生活带来便捷为目的,主要配套各种轻型车辆,比如各类轿车、SUV、MPV等。这种车仅承载少量的货物或乘客,整车自重轻,载重也小。轻型车辆高速多限速在120km/h,但在没有监控的地方多踩踩油门,轻型车跑到130km/h以上还是很轻松的。

轿车

但为了公平地比较发动机提速的快慢,咱们首先要统一边界,选择上面两类差异巨大的车型显然不合理。首先要找到柴油机和汽油机都有配套的车型,而这类车也不鲜见,主要是皮卡、SUV和轻型客车,尤其以皮卡为主。下面我们将目光聚焦到皮卡上,展开对比。

柴油机 VS. 汽油机

在车型相同的情况下,提速快慢取决于发动机的动力性和传动系统匹配。通常柴油机功率低、扭矩高,配套传动系统速比低;汽油机功率高、扭矩低、配套传动系统速比高。

以福田征服者5皮卡为例。

福田征服者5

柴油版配套2.0T发动机4F20,最大功率120kW,最大扭矩375Nm。

汽油版配套2.2T发动机4K22D4M,最大功率118kW,最大扭矩230Nm。

虽然整车传动速比有一定区别,柴油机的常用转速比汽油机略低,但都在2000rpm~3000rpm之间。在这个转速范围范围内,柴油机是可以达到最大扭矩的,375Nm显然比230Nm大得多,提速自然也是柴油机更快。

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扩展阅读

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汽油车的一百匹马力和柴油车的一百匹马力一样吗?

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柴油机扭矩那么大,为什么车子开不快啊?

一句话,因为转速达不到,要是能上万转还有汽油车什么事

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