有人让我去看一篇文章, 觉得不错, 转载过来

-GoGoGo- · Dec 6th, 2005, 15:24

http://web.wenxuecity.com/BBSView.ph...o&MsgID=152915

"发动机的折衷"
Engine compromises BY GoldRamAir

这文章发在 AUTOWEEK的论坛上, 讨论了一些发动机设计的问题. 发动机的设计跟汽车的气动外型的设计其实都是折衷的产物. 马力是扭距和转速的产物,文章是从扭距入手的,谈到了缸径冲程比,气门数和曲轴连杆的位置对马力和扭距的影响. 不错的入门级文章。
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
Reply

我们来看看引擎设计的基本元素怎么影响它的动力。
先要指出的是我所要谈论的不是故事的全部, 一般规则总是会被突破, 而这时往往有创新出现. 请将个人对某些发动机的爱或憎留在自己家里, 因为没有任何发动机的设计是最好的, 就象生活中的其他事物一样,发动机的设计也是折衷的产物.

很多人知道发动机的原产地跟发动机的设计有很大关系.Japan uses both a displacement tax limit and a gentleman’s agreement on horsepower levels (the later is pretty much history nowadays). In Europe, gaso…..err petrol is taxed very heavily to force people into fuel efficient cars and /or to use mass transit. Here in the USA, we have no such taxes and limitations per se, but they are there, only enforced on the auto manufactures. Reading this alone should give you an idea why engines from different countries seem to be made from entirely different rule books, and they are, but basic principles still hold all these engine together. (这里讨论了关于不同国家地区发动机设计的一些游戏规则,不再翻译)

有人认为F20C是最好的发动机因为它每升排量能输出120马力. 的确,这非常让人惊叹,特别是在它做为给定排量输出最大功率这一方面.问题是,这种发动机也有不足之处, 达到这种功率的油耗也是相当大的,而且是用许多POWER BAND的损失来换取的---要达到最大扭距153磅/英尺,发动机得转到7500转的高转速)

下面我们看事情的另一极端, 常见在18轮重型卡车上的CAT C 16发动机, 16升排量,变650马力, 升排量为41马力,看起来不咋的, 是吧? 现在看看它的扭距, 事情就变得有趣了,2150磅的扭距,或每升排量135磅的扭距,这种发动机可以移山.就跟F20C一样,这种发动机也极耗油,一加仑油只能走5.5哩. 这两个是极端的例子, 但理解这里面蕴涵的的设计思想很重要.

下面我要说说通用的LS系列发动机, 即所谓的平方发动机--缸径和冲程相等,所以不奇怪, 这种发动机的马力和扭距几乎相等.

缸径和冲程比率.

这可能是最能影响发动机扭距的因素. 平方或短冲程发动机的设计,将使发动机的最大扭距发生在高的RPM带中, 当然,条件是有充足的油气供给.长冲程的发动机的最大扭距发生在低转速时, 因为冲成长(活塞加速)的缘故,发动机不可能转素很高. 上面提到的C16发动机上2500转就会报废.

两气门和4(多)气门: (注, 两气门和多气门以及PUSHROD和OHC的历史实际几乎一样长(都近百年了), 没有谁比谁新的问题)

哪个好?嘿嘿, 都不好. 都有优缺点,即便是有现代技术诸如VVL和VVT助阵. 在低转速时, 2气门发动机(气缸口小)比4气门发动机效率要高得多, 比起程气门的设计,2气门能提供更高的缸口气流速度和更好的涡漩特征. 但在高转速时, 4气门优势明显. 因为使用两个更小和更轻便的气门，多气门的发动机有更大的气门面积。我们知道在发动机高转速时重量是敌人，气流是朋友。所以4气门的气流速度胜过两气门的缸口气流速度。

这里提一下在两个和多个气门这两个世界里都玩得转的发动机，一是本田的VFR800F ，这种发动机使用vtec设计，发动机在低转速时只使用一个进气阀门，在5500--6000转时，另一个进气阀门也打开，这是中90度V4的缸体设计。另一个例子是雪夫兰的LT5发动机，这种发动机使用一系列的象蝴蝶翅膀式的阀门，在低转速时，关掉一个进气阀门。

曲轴位置和阀门启动。

相信每个人都同意DOHC在保持气门正时和控制的最佳选择，DOHC加4气门能使发动机获得最大的rpm峰值。（dohc搭配上2气门无法去得这样的效果--会产生阀门浮动）。DOHC和SOHC的缺点是发动机尺寸太大，技术越进步，发动机的外观尺寸和重量就越大（注，本田S2000的2。2升发动机比corvette的5.7升全铝发动机轻100磅），所以OHC发动机舱的设计就成了一个问题，同样的成本也相应的升高。OHV推杆式发动机体积小重量轻（同排量），那它有啥缺点呢？因为他们要推举的重量大（实际上是行程长），阀门的正时不太准确并且不能容忍象OHC一样的高转速。（注，新的corvette LS7是个例外），但这些不足已使推杆式发动机低等，只不过是设计理念不同罢了。奥，推杆式发动机的噪音稍大一些。

++++++++++

VFR800F SPECS.

Max. HP
80 kWa (108 hp) @ 10,500 RPM

Torque
80 Nm (59 ft-lb) @ 8750 RPM

Bore and Stroke
72 mm x 48 mm

Compression Ratio
11.6 : 1

Engine Displacement
781 cc

Chevy LT5 5.7升V8, 32气门，（street legal) 475马力，410磅扭矩。

Corvette Ls7 7升， ohv推杆式发动机用于z06上，推翻了了非赛车用推杆式发动机红线不上7000的‘神话‘。

brudog · Dec 7th, 2005, 20:04

一直搞不清扭距和马力到底对哪些性能有什么影响

悠闲 · Dec 7th, 2005, 21:37

出来个这么个东西：“当你再次给-GoGoGo-添加声望前必须也要给其他用户添加一些声望值”。这是啥规定啊？给自个加成吗？

菩提无树 · Dec 7th, 2005, 21:54

引用:

作者: brudog

一直搞不清扭距和马力到底对哪些性能有什么影响

马力越大，汽车的极速越高；
扭矩越大，汽车的加速度越大。
欧洲车比如golf扭矩比较大，扭矩峰值出现的比较早，所以初段加速性好。
相对于日本civic之类的车。但是一条直路跑下去，最高速度就取决于马力了。

btw, 谁能把这文章总结一下，说什么呢？舻亍

magic_tang · Dec 8th, 2005, 02:18

引用:

作者: 菩提无树

马力越大，汽车的极速越高；
扭矩越大，汽车的加速度越大。
欧洲车比如golf扭矩比较大，扭矩峰值出现的比较早，所以初段加速性好。
相对于日本civic之类的车。但是一条直路跑下去，最高速度就取决于马力了。

btw, 谁能把这文章总结一下，说什么呢？舻亍

其实狗狗绕了这么一大圈，最主要的目的是为了证明OHV技术现在并不落后，美国车用它们是很好的，你看，现在连超级跑车都还用它呢！

闲人野草 · Dec 8th, 2005, 02:31

内燃机再怎么变也就那个熊样了。
我还是觉得将来的汽车应该都用涡轮风扇发动机。

菩提无树 · Dec 8th, 2005, 08:13

引用:

作者: magic_tang

其实狗狗绕了这么一大圈，最主要的目的是为了证明OHV技术现在并不落后，美国车用它们是很好的，你看，现在连超级跑车都还用它呢！

oh, 3Ks.

hardywang · Dec 8th, 2005, 09:39

引用:

作者: 闲人野草

内燃机再怎么变也就那个熊样了。
我还是觉得将来的汽车应该都用涡轮风扇发动机。

Turbo最大的问题是散热，不可能长时间连续工作。

magic_tang · Dec 8th, 2005, 11:50

引用:

作者: hardywang

Turbo最大的问题是散热，不可能长时间连续工作。

老王你搞错了，他说的是涡轮风扇发动机，是飞机用的发动机，喷气式的，不是我们常说的涡轮增压汽油机。不过我记得有款欧洲车（不是VOVOL就是SAAB）几年前用过燃汽轮机和电动机的混合动力，据说效果很不错，可能是因为燃汽轮机制造过于复杂，或者是成本太高，才没有普及。

-GoGoGo- · Dec 8th, 2005, 11:56

如果一个200马力(7000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩小)只能出80马力, 但是另一个150马力(5000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩大)能出100马力, 平时开出去买菜的话会觉得那个150马力的比较有力气......

平时我们踩个三四千转很夸张了, 这个转速以上的性能都基本不用看了, 如果非要用到那些性能, 发动机肯定短命

bio-robot · Dec 8th, 2005, 16:29

引用:

作者: 闲人野草

内燃机再怎么变也就那个熊样了。
我还是觉得将来的汽车应该都用涡轮风扇发动机。

引用:

作者: hardywang

Turbo最大的问题是散热，不可能长时间连续工作。

引用:

作者: magic_tang

老王你搞错了，他说的是涡轮风扇发动机，是飞机用的发动机，喷气式的，不是我们常说的涡轮增压汽油机。不过我记得有款欧洲车（不是VOVOL就是SAAB）几年前用过燃汽轮机和电动机的混合动力，据说效果很不错，可能是因为燃汽轮机制造过于复杂，或者是成本太高，才没有普及。

看来几位都不是透平这一行的。

pdz · Dec 8th, 2005, 17:04

引用:

作者: -GoGoGo-

如果一个200马力(7000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩小)只能出80马力, 但是另一个150马力(5000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩大)能出100马力, 平时开出去买菜的话会觉得那个150马力的比较有力气......

平时我们踩个三四千转很夸张了, 这个转速以上的性能都基本不用看了, 如果非要用到那些性能, 发动机肯定短命

有点忽略了：一个200马力(7000转)的发动机和另一个150马力(5000转)的发动机,在相同时速时的转速是不同的。比较相同转速下马力意义不大，相同时速下差不多。

野渡无人 · Dec 8th, 2005, 18:16

写这种文章的人,似乎从不考虑变速箱

magic_tang · Dec 9th, 2005, 02:15

引用:

作者: pdz

有点忽略了：一个200马力(7000转)的发动机和另一个150马力(5000转)的发动机,在相同时速时的转速是不同的。比较相同转速下马力意义不大，相同时速下差不多。

发动机的性能必须看两个，一个是功率，一个是扭矩，这两个值对应于转速各自有一条曲线，比较两个发动机的好坏，就比较这两条曲线就好了。功率曲线一般都随转速升高而增加，就是斜度不同而已，所以功率一般只比最大功率，但是扭矩不一样。好的发动机，最大扭矩出现的早，而且扭矩曲线比较平，平的好处是在一定转速区间里，一般是2000到4500转，发动机的扭矩输出比较平缓，车子在这个区间里加速都会比较有劲。

Dec 6th, 2005, 15:24	#1
-GoGoGo- 流狼.土狼屯注册日期: Jun 2005 住址: 土狼屯帖子: 27,020 积分:26 精华:12	有人让我去看一篇文章, 觉得不错, 转载过来 http://web.wenxuecity.com/BBSView.ph...o&MsgID=152915 "发动机的折衷" Engine compromises BY GoldRamAir 这文章发在 AUTOWEEK的论坛上, 讨论了一些发动机设计的问题. 发动机的设计跟汽车的气动外型的设计其实都是折衷的产物. 马力是扭距和转速的产物,文章是从扭距入手的,谈到了缸径冲程比,气门数和曲轴连杆的位置对马力和扭距的影响. 不错的入门级文章。 +++++++++++++++++++++++++++++++++++ Reply 我们来看看引擎设计的基本元素怎么影响它的动力。先要指出的是我所要谈论的不是故事的全部, 一般规则总是会被突破, 而这时往往有创新出现. 请将个人对某些发动机的爱或憎留在自己家里, 因为没有任何发动机的设计是最好的, 就象生活中的其他事物一样,发动机的设计也是折衷的产物. 很多人知道发动机的原产地跟发动机的设计有很大关系.Japan uses both a displacement tax limit and a gentleman’s agreement on horsepower levels (the later is pretty much history nowadays). In Europe, gaso…..err petrol is taxed very heavily to force people into fuel efficient cars and /or to use mass transit. Here in the USA, we have no such taxes and limitations per se, but they are there, only enforced on the auto manufactures. Reading this alone should give you an idea why engines from different countries seem to be made from entirely different rule books, and they are, but basic principles still hold all these engine together. (这里讨论了关于不同国家地区发动机设计的一些游戏规则,不再翻译) 有人认为F20C是最好的发动机因为它每升排量能输出120马力. 的确,这非常让人惊叹,特别是在它做为给定排量输出最大功率这一方面.问题是,这种发动机也有不足之处, 达到这种功率的油耗也是相当大的,而且是用许多POWER BAND的损失来换取的---要达到最大扭距153磅/英尺,发动机得转到7500转的高转速) 下面我们看事情的另一极端, 常见在18轮重型卡车上的CAT C 16发动机, 16升排量,变650马力, 升排量为41马力,看起来不咋的, 是吧? 现在看看它的扭距, 事情就变得有趣了,2150磅的扭距,或每升排量135磅的扭距,这种发动机可以移山.就跟F20C一样,这种发动机也极耗油,一加仑油只能走5.5哩. 这两个是极端的例子, 但理解这里面蕴涵的的设计思想很重要. 下面我要说说通用的LS系列发动机, 即所谓的平方发动机--缸径和冲程相等,所以不奇怪, 这种发动机的马力和扭距几乎相等. 缸径和冲程比率. 这可能是最能影响发动机扭距的因素. 平方或短冲程发动机的设计,将使发动机的最大扭距发生在高的RPM带中, 当然,条件是有充足的油气供给.长冲程的发动机的最大扭距发生在低转速时, 因为冲成长(活塞加速)的缘故,发动机不可能转素很高. 上面提到的C16发动机上2500转就会报废. 两气门和4(多)气门: (注, 两气门和多气门以及PUSHROD和OHC的历史实际几乎一样长(都近百年了), 没有谁比谁新的问题) 哪个好?嘿嘿, 都不好. 都有优缺点,即便是有现代技术诸如VVL和VVT助阵. 在低转速时, 2气门发动机(气缸口小)比4气门发动机效率要高得多, 比起程气门的设计,2气门能提供更高的缸口气流速度和更好的涡漩特征. 但在高转速时, 4气门优势明显. 因为使用两个更小和更轻便的气门，多气门的发动机有更大的气门面积。我们知道在发动机高转速时重量是敌人，气流是朋友。所以4气门的气流速度胜过两气门的缸口气流速度。这里提一下在两个和多个气门这两个世界里都玩得转的发动机，一是本田的VFR800F ，这种发动机使用vtec设计，发动机在低转速时只使用一个进气阀门，在5500--6000转时，另一个进气阀门也打开，这是中90度V4的缸体设计。另一个例子是雪夫兰的LT5发动机，这种发动机使用一系列的象蝴蝶翅膀式的阀门，在低转速时，关掉一个进气阀门。曲轴位置和阀门启动。相信每个人都同意DOHC在保持气门正时和控制的最佳选择，DOHC加4气门能使发动机获得最大的rpm峰值。（dohc搭配上2气门无法去得这样的效果--会产生阀门浮动）。DOHC和SOHC的缺点是发动机尺寸太大，技术越进步，发动机的外观尺寸和重量就越大（注，本田S2000的2。2升发动机比corvette的5.7升全铝发动机轻100磅），所以OHC发动机舱的设计就成了一个问题，同样的成本也相应的升高。OHV推杆式发动机体积小重量轻（同排量），那它有啥缺点呢？因为他们要推举的重量大（实际上是行程长），阀门的正时不太准确并且不能容忍象OHC一样的高转速。（注，新的corvette LS7是个例外），但这些不足已使推杆式发动机低等，只不过是设计理念不同罢了。奥，推杆式发动机的噪音稍大一些。 ++++++++++ VFR800F SPECS. Max. HP 80 kWa (108 hp) @ 10,500 RPM Torque 80 Nm (59 ft-lb) @ 8750 RPM Bore and Stroke 72 mm x 48 mm Compression Ratio 11.6 : 1 Engine Displacement 781 cc Chevy LT5 5.7升V8, 32气门，（street legal) 475马力，410磅扭矩。 Corvette Ls7 7升， ohv推杆式发动机用于z06上，推翻了了非赛车用推杆式发动机红线不上7000的‘神话‘。

Dec 7th, 2005, 20:04	只看该作者 #2
brudog Senior Member 注册日期: Sep 2005 帖子: 252 声望: 266	一直搞不清扭距和马力到底对哪些性能有什么影响
brudog Senior Member 注册日期: Sep 2005 帖子: 252 声望: 266

Dec 7th, 2005, 21:37	只看该作者 #3
悠闲 Senior Member 注册日期: Jul 2004 帖子: 425 声望: 155	想起来添一个豆，出来个这么个东西：“当你再次给-GoGoGo-添加声望前必须也要给其他用户添加一些声望值”。这是啥规定啊？给自个加成吗？
悠闲 Senior Member 注册日期: Jul 2004 帖子: 425 声望: 155

Dec 8th, 2005, 02:31	只看该作者 #6
闲人野草 Senior Member 注册日期: Sep 2004 帖子: 2,378 声望: 328337	内燃机再怎么变也就那个熊样了。我还是觉得将来的汽车应该都用涡轮风扇发动机。
闲人野草 Senior Member 注册日期: Sep 2004 帖子: 2,378 声望: 328337

Dec 8th, 2005, 18:16	只看该作者 #13
野渡无人华疯小混混的领导注册日期: Jul 2004 帖子: 18,324 积分:58 精华:15 声望: 1008427566	写这种文章的人,似乎从不考虑变速箱
	一天想到归去但已晚

Dec 8th, 2005, 11:56	只看该作者 #10
-GoGoGo- 流狼.土狼屯注册日期: Jun 2005 住址: 土狼屯帖子: 27,020 积分:26 精华:12 声望: 21685773	如果一个200马力(7000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩小)只能出80马力, 但是另一个150马力(5000转)的发动机, 在3000转(因为扭矩大)能出100马力, 平时开出去买菜的话会觉得那个150马力的比较有力气...... 平时我们踩个三四千转很夸张了, 这个转速以上的性能都基本不用看了, 如果非要用到那些性能, 发动机肯定短命