玄機~~!高馬力,高扭力引擎等於性能優越~~??

da-vinci

大家都認為高馬力,高扭力就是高性能引擎的代名詞,究竟引擎的馬力與扭力值各自代表的是什麼意義?要判斷引擎性能的標準又是如何辨別?

首先,馬力與扭力有何不同?

何謂馬力

以力學的定義來講 "在一秒內將一個七十五公斤的物體移動一公尺的力量" 就是一馬力,不過對於引擎而言 "在單位時間內可以產生多少相同的扭力值" 就是馬力.隨著引擎轉速上升,馬力也會跟著提升.馬力多寡和引擎轉速的提升(加速性能)以及最高速度表現有關.

何謂扭力

意思就是引擎讓摩托車本身移動所需的絕對力量.基本上受到引擎的排氣量以及爆發力(回轉力)大小的影響,雖然扭力大小也會隨著引擎轉數變化,但相對而言數值較為穩定.扭力大小對於起步時以及油門開啟瞬間的帶動力影響較大.

提升引擎轉數馬力一定會提升?

以四行程引擎為例,曲柄旋轉兩圈會產生一次爆炸.這一次爆炸就是扭力的來源.不過即使提升引擎轉數,每次爆炸所產生的扭力值不會有明顯起伏.而馬力和扭力以及引擎轉數兩者之間成正比關係,當引擎轉數提升時,馬力會隨之增加.即使是最高出力180P的超級運動跑車,在怠速運轉狀態時馬力的輸出值頂多在20-30P而已.


上為簡單的四行程引擎的作動原理
1.吸氣:活塞下降,汽缸內產生負壓,進氣閥打開後將混合油氣帶入燃燒室.
2.壓縮:進.排氣閥皆為關閉狀態,活塞上升並且壓縮燃燒室內混合的油氣.
3.爆炸:壓縮後的混油氣經由火星塞燃燒爆炸.爆炸力量將活塞往下方推移.
4.排氣:活塞經由曲軸的迴轉帶動往上,爆炸後的廢氣通過以開啟的排氣閥後排出燃燒室.


MOTO GP賽車近年來也以氣閥驅動等方式將轉數限制在兩萬轉以下,不過兩萬轉以算是高轉速領域了.假設一顆引擎一個行程可以做出0.02P馬力,每分鐘一百次回轉就可以重複燃燒五十次,並獲得一個單位的馬力.在引擎規格表中所記載的RPM(Revolutions Per Minute)意即每分鐘的旋轉圈數.因此延續剛才的假設,如果是1000RPM,就可以獲得10P馬力,每分鐘一萬轉,就可獲的100P.因為實際上還有許多機械摩擦與阻抗,所以換算出來的數值僅供參考.在計算上是兩萬轉,約可得200P馬力的方式換算.


就像F1賽車使用使用的引擎,根據現規定在於一萬九千轉,那種鼓造雙耳又充滿魅力的高頻聲浪,聽了是熱血沸騰.

引擎的性能高低並非取決於轉速與馬力

最大馬力簡單的來說就是考慮空氣阻抗.機械摩擦阻抗等外部負荷所施的負向力後,所能帶出的最高速度出力.
而扭力像是一根纏繞著線的棒子,假設線的一端垂著一個鉛塊,想像握著棒子把鉛塊往上轉的力量,這就是扭力.扭力的產生並非是來自引擎的高轉速.
這就是為什麼在摩托車的規格表中,最高扭力的轉速值遠遠低於最高出力的轉速值.
不過當引擎一直保持在高速狀態時,活塞摩擦汽缸的來回速度也加快,就連氣閥也必須在非常激烈的程度下來回作動.在維持相同排氣量的前提下,活塞衝程短程化就是為了要減少活塞運動的距離,汽缸也就從單缸發展到雙缸.三缸,汽缸數越多,活塞等零件體積就可越小,往復運動的負擔就越小.這是日後擁有四汽缸.六汽缸的多汽缸引擎的誕生.


單汽缸是所有引擎的基本起點.擁有大的油氣爆炸空間,而展現出強大的鼓動感(同時震動幅度亦大).結構簡單且重量輕的特性,成為許多越野車款的最佳配備.


V2引擎可說是不等間隔爆炸的代名詞,此款著名莫過於哈雷車款.

上為哈雷V2缸所特有的引擎不等間隔聲

多汽缸化並非提升性能的萬靈丹

當引擎四汽缸化甚至多汽缸化後,諸如活塞等機件雖然都小型化,但是數量卻日益增加,結構複雜,體積也是水漲船高.一但曲軸數量增加,曲柄軸也必須延長,這會導致引擎體積增大.
摩托車如果搭載的引擎過大,在壓車過彎時又大又笨重的引擎會產生鐘擺效應,對壓彎的力到產生反作用力干擾.雖然高速度的確有其重要性,但比賽畢竟並非全程走直段路,過彎性能也必須兼顧.所以有些車款就已過彎性能為重點,採取寬度較窄的雙缸引擎來強化壓彎的流暢度.
況且,如果汽缸數較多時,油門關閉後再開的動作會讓油氣的燃燒速度加快,反而會延長系統達到最佳狀態的時間.再加上曲軸體積變小且數量變多,扭力值提升難度增加,所以多汽缸化並非提升性能的萬靈丹.

   
1198s DUCATI水冷式L型雙缸車款,其雙缸特性讓1198s保有在彎道上絕佳的運動性


不過就雙汽缸引擎比四汽缸引擎具備更敏捷的反應,甚至更強大的扭力等中間性能優點,但還是有性能不足的問題.如果引擎到達高轉速,就可在最高速度時獲得各種性能上的優勢,因此各廠家想盡辦法提升引擎的轉數.其中最為有名的例子就是DUCATI的連動軌道閥構造.在70年代時,為了避免讓裝備傘狀齒輪引擎的超級運動車的巨大氣閥,在一萬轉速時產生跳閥,還開發了強制關閉的結構來防止轉速過高.最高速度的性能表現足以和當時四汽缸引擎進型肉搏架式.

左為DUCATI獨有的連控軌道閥(DESMODROMIC)

P.S.相關汽閥原理及跳閥原因請參照下帖:

提升四衝發動機高轉的終極奧義之一


單憑規格表的數值無法判斷摩托車的騎乘樂趣

引擎原本的特性是無可取代的,即便引擎的最高出力還是很重要的.但是近年來車廠技術開發將發展重心集中在像是左右過彎特性的油門開闔時必要的操作平順興,以及加速開始時,後輪該如何有要傳導牽引動力等中間性的過度性能上面.目的是要了提供一個無硬體干擾的騎乘條件,可將精力更加集中於騎乘技巧,甚至提升騎乘樂趣的設計.



自1969年的CB750Four以來,這種引擎型式早已搖身成為日本運動車的標準.不僅震動少.轉速領域高,反應速度靈敏的特性更讓人津津樂道.

   
多汽缸,不等間隔爆炸,以及體積精簡的V4引擎,在歐洲多搭載於超級跑車上,如上圖DUCATI的Desmosedici RR,而在本田則多以此款引擎搭配休旅車為主要.


因為技術方面日趨發展,燃燒效率提升後對雙缸引擎帶來了莫大的好處.雙缸引擎比四缸引擎擁有更大的活塞徑,在燃燒狀態下火焰一直爆炸到燃燒室末端時間雖然較長,但畢竟只是一瞬間的事情,跟四缸引擎之間並沒有太大的差別.
不過這也並非說四缸引擎一無是處,透過這種燃燒效率的提升,減少了油門從關閉到打開時容易發生的反應延遲問題.況且後來又開發出以不等間隔的方式(大爆炸)調整爆炸正時的技術.過去也有四缸引擎調校為二缸一爆,從技術面上減少爆炸頻率.
不過近年YAMAHA所採用的90度位相法,是活塞或連杆的往復位置關係來達到變更扭力的目的,不同於一般的燃燒脈動法.根據抵銷兩汽缸間的扭力變動位相設定,可獲的瞬間性的平穩加速.



上圖為R1所採用的十字型曲軸.不同於一般必須透過動力或扭力的方式提升性能,此型曲軸最大特點就是利用不等間隔爆炸的方式,達到性能提升目的.外觀看起來與並列汽缸無異,但性能上接近V4引擎性能.

以上報告完畢.END   

da-vinci

搞完收工

skycyf

试问LZ又学习了多少呢？

W·C

da-vinci

skycyf 发表于 2011-11-19 17:44
试问LZ又学习了多少呢？

沒多少~~菜鳥一個

承友

又学习了

da-vinci

承友 发表于 2011-11-19 18:13
又学习了

感謝支持

LRY323

小志z

龍仔