為什么8氣門(mén)的車(chē)比16氣門(mén)的車(chē)低扭更強(qiáng)
氣門(mén)是發(fā)動(dòng)機(jī)中控制進(jìn)排氣的機(jī)構(gòu),每個(gè)氣缸都配備有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)。其中,進(jìn)氣門(mén)負(fù)責(zé)控制進(jìn)入氣缸的空氣量,而排氣門(mén)則負(fù)責(zé)控制從氣缸排出的廢氣量。
在早期,許多4缸發(fā)動(dòng)機(jī)都采用8氣門(mén)結(jié)構(gòu),即每個(gè)氣缸都有一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)排氣門(mén)。然而,現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都是每缸4氣門(mén)結(jié)構(gòu),每個(gè)氣缸有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)排氣門(mén)。
這兩種結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它們?cè)诘娃D(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩表現(xiàn)不同。對(duì)于排量相同且技術(shù)水平相近的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),8氣門(mén)結(jié)構(gòu)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩會(huì)更強(qiáng)。為什么會(huì)有這種特性呢?汽修廠管理軟件體驗(yàn)認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面來(lái)分析:
1、進(jìn)氣氣流速度
8氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)采用每缸2氣門(mén)的結(jié)構(gòu),這種設(shè)計(jì)有利于提高汽油與空氣的混合程度,從而加快燃燒速度,提升扭矩。
因?yàn)?氣門(mén)結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸只有1個(gè)進(jìn)氣門(mén),進(jìn)氣口面積較小,這使得進(jìn)氣氣流速度更快、能量更大。這種設(shè)計(jì)可以讓汽油與空氣更快、更均勻地混合,從而實(shí)現(xiàn)更快速的燃燒,有利于提高輸出扭矩。
而4氣門(mén)結(jié)構(gòu)每個(gè)氣缸有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén),進(jìn)氣口面積更大,進(jìn)氣氣流速度較慢。這種設(shè)計(jì)不利于汽油與空氣的充分混合,導(dǎo)致燃燒速度較慢,因此輸出扭矩相對(duì)較小。
2、缸徑、沖程
2氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍使用小缸徑、大沖程的設(shè)計(jì),在排量相同的情況下這種結(jié)構(gòu)是有利于提升扭矩的。
例如,一個(gè)1.6升的4缸發(fā)動(dòng)機(jī),每個(gè)氣缸容積為0.4升。無(wú)論活塞直徑大小如何,混合氣的量都是一定的,燃燒對(duì)活塞產(chǎn)生的壓力可以看作是相等的。然而,小缸徑大沖程結(jié)構(gòu)需要更大的曲軸回轉(zhuǎn)半徑,這意味著活塞對(duì)曲軸施加的力矩更大。因此,在燃燒壓力相同的情況下,小缸徑大沖程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的扭矩會(huì)更大。
3、進(jìn)氣道長(zhǎng)度
2氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍擁有更長(zhǎng)的進(jìn)氣道,因?yàn)檫@有利于提高低轉(zhuǎn)速的進(jìn)氣效率。
因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí),進(jìn)氣門(mén)會(huì)頻繁地打開(kāi)和關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí),進(jìn)氣道內(nèi)的空氣會(huì)迅速流入氣缸;而當(dāng)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí),這些高速流動(dòng)的氣體會(huì)撞擊到關(guān)閉的進(jìn)氣門(mén)上并被反彈回去,然后再次撞到節(jié)氣門(mén)并再次反彈回來(lái)。因此,在進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉的時(shí)候,氣流會(huì)在進(jìn)氣道內(nèi)往復(fù)震動(dòng)并反彈。
如果使用更長(zhǎng)的進(jìn)氣道,會(huì)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間出現(xiàn)一種情況。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí),會(huì)恰好遇到氣流向著進(jìn)氣門(mén)反彈的現(xiàn)象。這樣就可以利用氣流自身的動(dòng)能來(lái)提高進(jìn)氣效率,從而讓氣缸內(nèi)充入更多的空氣和汽油,從而提高扭矩。而2氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用更長(zhǎng)的進(jìn)氣道,這樣可以進(jìn)一步提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的進(jìn)氣效率,使得低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩更加強(qiáng)大。
實(shí)際上,每缸2氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)本身就不適合高轉(zhuǎn)速。由于進(jìn)氣門(mén)尺寸較小,高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣效率較低。因此,在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,工程師會(huì)盡可能地優(yōu)化低轉(zhuǎn)速性能。這些因素共同導(dǎo)致了2氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)具有更強(qiáng)的扭矩輸出。
不過(guò),雖然低轉(zhuǎn)速扭矩強(qiáng)大對(duì)日常平穩(wěn)駕駛非常有益,但車(chē)輛動(dòng)力儲(chǔ)備不足、發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)低。因此,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都是采用四氣門(mén)設(shè)計(jì),并且大多數(shù)還配備了可變氣門(mén)正時(shí)和可變進(jìn)氣歧管等技術(shù)。這樣可以盡可能地平衡高低轉(zhuǎn)速的性能,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能更加出色。
4、 氣門(mén)重量和慣性
在16氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)中,由于其設(shè)計(jì)特性,氣門(mén)的數(shù)量相對(duì)較多。這種配置雖然可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣效率,但也帶來(lái)了一些問(wèn)題。首先,由于氣門(mén)數(shù)量較多,每個(gè)氣門(mén)的重量和慣性也會(huì)相應(yīng)增大。這可能會(huì)導(dǎo)致在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需要消耗更多的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的開(kāi)閉動(dòng)作。
其次,由于氣門(mén)的重量和慣性較大,使得在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)需要克服更大的阻力才能打開(kāi)和關(guān)閉氣門(mén)。這就意味著,在低速狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)需要消耗更多的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén),而這部分能量原本是可以用于產(chǎn)生扭矩的。因此,16氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的扭矩輸出可能會(huì)受到一定的影響。
汽修廠管理軟件體驗(yàn)最后總結(jié),8氣門(mén)的車(chē)比16氣門(mén)的車(chē)低扭更強(qiáng)是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)力輸出直接以及更好的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。這些因素共同提高了低轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力響應(yīng)和性能表現(xiàn)。雖然8氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)在低扭方面表現(xiàn)出色,但在高轉(zhuǎn)速下可能不如16氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)。16氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下具有更高的進(jìn)氣和排氣效率,能夠提供更好的高速性能。
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