有一位老司機,駕駛技術(shù)很好的那種,開(kāi)了很多年的車(chē)了。剛出帕薩特那會(huì ),他開(kāi)上了帕薩特1.8,但是這位老師傅就跟我抱怨起他的帕薩特:“這車(chē)太面了,提速特別慢,比我原來(lái)開(kāi)的桑塔納2000差遠了。而且還老愛(ài)出毛病,光噴油嘴就洗過(guò)好幾回了!”先來(lái)看看他開(kāi)車(chē),那叫一個(gè)熟??!技術(shù)嫻熟搗騰著(zhù)他手上的檔把和腳下的離合器。老師傅就是老師傅,手腳干凈利落,每個(gè)檔停留的時(shí)間絕對不超過(guò)2秒鐘,轉速剛到1500轉就升檔,不到一句話(huà)的時(shí)間,這位師傅已經(jīng)升到五檔了!再看一下儀表盤(pán),老天——速度還不到50公里/小時(shí),轉速也就1000來(lái)轉!聽(tīng)著(zhù)發(fā)動(dòng)機“突突突”的聲,聽(tīng)著(zhù)就難受,可把車(chē)給憋壞了!~但老師傅渾然不覺(jué),讓可憐的帕薩特在5擋上慢悠悠的提速,一直提到90公里/小時(shí)!“為什么這么低轉速就換檔呢?”老師傅答:“這樣開(kāi)省油啦,發(fā)動(dòng)機不累啦……”無(wú)語(yǔ)啦。
其實(shí)存在這樣誤區的司機不少,指出這種錯誤的文章也不少,比較經(jīng)典的就是網(wǎng)間廣為流傳的《最佳換檔時(shí)機》這篇文章。不過(guò)這類(lèi)文章大多數是從實(shí)例和技術(shù)參數來(lái)解釋的,沒(méi)有說(shuō)明為何在最大扭矩轉速區域換檔的基本原理。
大家都知道進(jìn)排氣對于發(fā)動(dòng)機工況和效率的重要性,許多先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機在這方面的設計也是絞盡腦汁,例如什么可變氣門(mén)正時(shí)、可變氣門(mén)行程、可變進(jìn)氣歧管長(cháng)度等等,無(wú)不是在改善不同轉速范圍的進(jìn)排氣狀況,讓發(fā)動(dòng)機在不同的轉速范圍都盡可能的運行在最佳狀態(tài)。
但是普通的經(jīng)濟型轎車(chē) ,特別是檔次比較低的歐系美系轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機,基本上都沒(méi)有采用上述三種“可變”技術(shù),包括上文說(shuō)到的帕薩特1.8的發(fā)動(dòng)機。下文就從氣門(mén)正時(shí)、氣門(mén)行程和進(jìn)氣管長(cháng)度這三項結構來(lái)說(shuō)明為何在普通發(fā)動(dòng)機上,換檔轉速應該在最高扭矩附近的轉速。
氣門(mén)正時(shí)
氣門(mén)正時(shí)是指的進(jìn)排氣氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)機,是由凸輪軸的轉角所控制的。普通發(fā)動(dòng)機的凸輪軸轉角是固定的,所以其氣門(mén)的正時(shí)也是固定的。
我們知道,空氣是有慣性的,在進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟的瞬間,空氣并不能0時(shí)差的迅速進(jìn)入氣缸,他需要一個(gè)很短的反應時(shí)間,所以,在設計發(fā)動(dòng)機的時(shí)候,就會(huì )在進(jìn)入吸氣沖程之前(也就是活塞向下運行之前),提前打開(kāi)進(jìn)氣門(mén),以抵消這個(gè)進(jìn)氣時(shí)差,以獲得更充分的進(jìn)氣。而在排氣階段,同樣原理,在活塞排氣上升到頂部時(shí),廢氣并沒(méi)有排到最大程度,由于慣性和速度的原因,廢氣排放的最大量時(shí)刻出現在活塞上升到頂部后的一個(gè)很短的時(shí)間里。為了更充分的排氣,需要讓排氣門(mén)在活塞到達頂點(diǎn)以后延遲一瞬間再關(guān)閉。這一個(gè)提前,一個(gè)推遲,必然有一個(gè)時(shí)間內進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)是同時(shí)打開(kāi)的,這種現象被稱(chēng)作“氣門(mén)疊加角”。
發(fā)動(dòng)機在高轉速和低轉速運轉的時(shí)候,對于疊加角的需求是不一樣的。低轉速時(shí)需要較大的疊加角,高轉速時(shí)需要較小的疊加角——沒(méi)有一種疊加角可以同時(shí)適合高低轉速。但是普通發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)正時(shí)是不變的,也就是說(shuō),氣門(mén)疊加角是固定不變的。對于沒(méi)有特殊需求的發(fā)動(dòng)機(如賽車(chē)發(fā)動(dòng)機會(huì )有意設計成適應高轉速的較小的疊加角),氣門(mén)疊加角的設計往往取一個(gè)折中的值,在這個(gè)折中的轉速區域,疊加角是最合適的。有最合適就有不合適,這種固定不變的氣門(mén)疊加角在低轉速和高轉速時(shí),發(fā)動(dòng)機的工作狀態(tài)都不是最佳的。這也就不難理解,為何低轉換檔難受了——沒(méi)有獲得最佳的氣門(mén)疊加角,發(fā)動(dòng)機工作狀態(tài)不佳,扭矩小,副作用大。前文說(shuō)到的那位老司機也許不知道,他整天這樣開(kāi)車(chē),不但動(dòng)力小,對發(fā)動(dòng)機的損害也是很?chē)乐氐?。帕薩特1.8的發(fā)動(dòng)機由于是德國人的設計,刻意將發(fā)動(dòng)機的疊加角設計成偏高轉速需求的——因為幾乎所有的德國人開(kāi)車(chē)都喜歡高轉速換檔。而這位老師傅正好相反,大多數時(shí)間讓這個(gè)可憐的高轉發(fā)動(dòng)機在最不適合它的低轉運行,這種滿(mǎn)足高轉需



