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摩托车排量这么小为什么油耗这么大?发动机热效率传动系统效率

发布时间:2021-04-04 09:39:05 原创 来源:中华网 阅读:10258
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看一下问题描述:

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

125ml踏板摩托车每公里油耗3毛钱,1.5l排量的汽车每公里油耗6毛钱。踏板摩托车的排量是汽车的1/12,为什么油耗是汽车的一半呢?这个问题其实很容易理解,影响油耗的因素就那么几个:发动机热效率、传动机构效率、车重、行驶阻力。

发动机热效率

热效率很容易理解,燃料燃烧产生的能量转化为驱动汽车动力的比例就是热效率。化学能在转化动能的时候会有各种损失:

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

其中有排气损失、冷却损失、机械损失、泵气损失等,各种损失消耗的都是能量,因此最终输出的有效功率只剩下1/3左右,其他的能量都被做功过程中的各种损失消耗了。如何提高热效率呢?那就想办法降低发动机做功时的“各种损失”,因此汽车厂家不断的通过优化设计、应用新技术来降低各种燃烧损失,以提高发动机的热效率。说白了就是减少燃料浪费来提高发动机的热效率,而且汽车机舱空间相对宽裕,可以针对发动机做出更多的优化设计,外设部件多一点也没有问题,一切以提高效率降低油耗为主。

摩托车发动机就不一样,摩托车的发动机已经谈不上技术了,仅仅是一个最简单最基础的四冲程汽油机而已。一个化油器供油系统用了很多年,至今还没有被电喷系统彻底取代。没办法啊,摩托车用化油器供油简单、稳定 ,不需要复杂的电子设备。但是化油器喷油控制策略是非常粗糙的,不能精确的根据工况去控制喷油数量,供永远要大于求,否则就会出现动力不足的情况。

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

回头看看汽车发动机,电喷技术早已经取代了化油器,甚至直喷技术已经全面普及。歧管喷射多点电喷很难在新款发动机上看到,直喷压力高、汽油雾化好,甚至可以实现分层燃烧、稀薄燃烧,在ecu以及各种传感器的控制下,每一滴汽油利用率都了最大化。

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

摩托车即使用上了电喷,也仅仅是歧管喷射而已。而一些汽车发动机已经用上了双喷射系统,一套缸内直喷一套歧管电喷。

为了降低各种损失汽车发动机还应用了可变气门升程技术,甚至可以实现阿特金森循环与奥拓循环切换。复杂的可变正时配气机构是单缸摩托车没有办法做到的,空间不允许成本不允许,而且单缸发动机工况非常复杂,转速波动大。怠速1500转左右,换档时5000转也是正常的,油门拉到底转速高达上万转。这么复杂的工况,发动机很难始终在高效率区间工作。

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

摩托车我这种缸径大于行程的单缸发动机是典型的牺牲燃油效率换更高的转速,高转速燃烧恶化,更多的热量白白的排出去。同时高转速也带来高摩擦阻力,因此通过拉高转速来提升功率,燃油经济性没有办法与多缸发动机比。

摩托车风冷这种冷却系统会损失更多的热能,没有办法精确的控制缸体温度,热量损失也就是燃油损失。而汽车的水冷系统可以让发动机始终在适合的温度下工作,ecu根据水温来精确调整喷油量,精确控制可以杜绝燃油浪费。摩托车也只能做到粗略的控制而已,因此燃油利用率低。

传动系统效率

发动机热效率影响最终油耗,但是传动系统效率同样不可小觑。好比有一双抓钱手,没有一个聚钱斗一样。发动机拼命省油,而传动系统效率低那么油耗也不会低的。文中开篇所说的踏板摩托车就是一个例子,每公里油耗高达三毛钱,其实跨骑式125ml的摩托车百公里油耗2升左右,多一点也不会超过三升。每公里折合人民币一毛钱左右。摩托车每公里1毛钱才与汽车有可比性,但是踏板每公里油耗3毛钱与汽车就没有可比性了,最省油的小排量汽车每公里4毛钱都够了。

其实踏板油耗高的根本原因就是传动系统效率低导致的。

踏板摩托车采用的是cvt变速机构,理论上cvt变速箱油耗是不会太高的,因为cvt变速箱可以更好的伺服发动机,无论发动机在哪个转速区间工作cvt变速机构凭借着无级变速的能力都可以吸收更多的功率,发动机功率流失少,始终在高效率区间运转。但并不是所有的cvt变速箱都能做到这一点,至少摩托车常用的cvt变速机构就无法做到这一点,发动机功率浪费太多了!我们看一下踏板摩托车的cvt变速机构图:

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

看上去就觉得很简单吧,至少比汽车的cvt变速箱零件少了很多:

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

两者之间最大的就是变速机构控制上。汽车的cvt变速机构是液力驱动的,可以随时无条件的改变带轮直径,变速箱tcu可以根据工况随时发出控制电磁阀的指令,电磁阀控制液压油的走向。因此tcu可以根据工况来控制cvt带轮的直径大小,可以随意改变直径、两个带轮直径改变后传动比自然也就改变了,这样才能兼顾动力与油耗。

想对比之下摩托车的cvt变速机构就简单了很多,主动伺服是不存在的,就像畜力车一样你不打鞭子他是不走的!我们看一下摩托车cvt机带轮伺服机构:

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

这种东西叫做普利盘,与发动机输出轴连接,内部的圆柱叫做普利珠。高速旋转的时候普利珠在离心力的作用下滚到边缘,这时候两盘之间距离缩短、皮带被挤到盘的边缘,也就增加了带轮的直径提速,发动机转速降低的时候普利珠失去离心力会滚到轴心附近,两盘的间距增加带轮直径减小、这时候传动比就会降下来。这就是典型的用发动机转速来控制cvt变速箱的传动比,因此会浪费很多的能量,与主动控制变速箱机构的cvt变速箱比起来差很多。

除了变速机构浪费能量,摩托车的cvt离合器也同样的浪费能量。

摩托车排量这么小为什么油耗这么大?

这种离心式离合器同样是通过转速控制的,转速增加时内部蹄块才会甩出去。蹄块与碗公紧密贴合后动力才会传递到后轮,通过转速控制离合器开合同样会浪费能量。

因此同排量的踏板摩托油耗比跨骑式摩托车高一倍左右,而跨骑式摩托车油耗也只有汽车的1/5左右,并没有达到惊人的1/2。

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发布时间:2021-04-02 01:42:06 阅读:9300

摩托车排量很小为什么那么油耗?

平心而论摩托车的燃油经济性肯定不如汽车那么好,实际上这主要是由于摩托车发动机的技术整体落后于汽车发动机,其次摩托车发动机的高转特性、以及频繁接近全负荷的运行工况都是造成其高油耗的原因;一款0.6l的摩托车在市区工况下可以轻松达到6、7个油,而鄙人过去开的那辆0.8l奥拓小王子综合油耗完全可以控制在5.5l左右!奥拓王子重量不大、只有0.80吨左右,但也是0.6l摩托车两三个的重量,再结合上载重等因素、得到的结论就是汽车的燃油经济性比摩托车好太多,即便是0.3l的摩托、百公里油耗也能达到4、5个左右(纯市区工况);只能说摩托车发动机这么多年来对油耗、排放的优化太少,当然也受制于体积上的限制、当然最主要的还是其高转速的特性;频繁的进行高转速运行,比如摩托车常规工况就6、7千转,而内燃机在这样的转速下、必然面临进气不足等一系列问题!摩托车发动机的特点摩托车发动机是典型的高转速自吸,因为排量太小、所以输出扭矩指望不上,只能依赖超高的转速把功率给拉出来;所以别看摩托车排量很小、但转速普遍高,而且越是排量小、转速越高(使用到高转速的几率也大),燃烧室设计为缸径大、行程短,比较类似与本田k20a以及f20c这类高转速机头(汽车发动机),也都对转速有很强的依赖(排量太小、输出扭矩很低,要拉出200p以上的马力、只能依靠超高的转速来获得,参考公示功率=扭矩*转速,常量省略)!活塞行程长,输出扭矩越出色、燃油经济性也越理想(长缸径燃烧好,附带优秀的扭矩输出能力),所以家用车、甚至是重卡皆是采用行程大于杠径的设计,可以同时保证油耗、以及低转速下的扭矩充沛;但如此设计则失去了高转速的能力,对于一个0.3l排量的机器而言没了高转速、那功率会低的可怜,本来扭矩就很差、再没了功率,那这机器就没用了、所以摩托车发动机必然要高转速,也就必然要采取缸径大于行程的设计,而如此一来、则更倾向于高油耗特性,赛车发动机皆是大缸径、短行程的机器!进气量不足是高转速自吸的短板为什么说高转速自吸发动机在高转速运行时燃烧会严重恶化?实际上就是因为在高转速运行时,每循环进气门开启的时间太短暂、空气填充量还不够时进气门就关闭了;举一个简单的例子、比如8000转每分(小排量摩托车可以轻松达到这个转速),那么每秒8000/60=.约133转,四冲程发动机每两圈一个循环、也就是每两圈进气门打开一次(想不明白可以用单缸机思考),那么也就是说进气门每秒钟要开启约66次,可以想象到每次进气门开启的间隔有多低,所以高转速自吸一旦转速拉到5000多转时进气量将急剧下降!上世纪末期那些汽车用高转速发动机都面临这个进气不足的问题(不可能都像美式v8那般利用超大的排量获得大扭矩、从而避免过高的转速),在那个涡轮增压技术还没普及的时代超高的转速是小排量机获得功率的唯一途径,可却面临高转速进气量不足的窘境,后来的故事相信各位都知道了,也就是可变气门正时、以及可变气门升程出现了(第一个装车量产的是阿尔法罗密欧,但本田给发扬光大了),正时可以简单理解成高转速时进气门开启时间变长了,而升程可以简单理解成进气门在开启时间变长的基础上、又增大了开启面积!只是由于可变气门正时、升程的出现,才缓解了汽车用高转速自吸发动机的窘境,同时满足了动力、油耗、排放;重点是摩托车发动机具备足够高的转速,可却没有配备正时、以及升程技术,所以即便是现在的摩托车发动机(常见的廉价机器、别扯那些顶级的),充其量就是上世纪80年代汽车高转自吸机器的水平,可以说已经落后于如今主流汽车发动机40年左右了(不过分),所以对比汽油油耗没有任何优势是正常的!化油器时代,那些没配备可变气门技术的高转速汽车发动机油耗也吓人!汽车发动机的技术革新随着这几十年的发展,上世纪末期的汽车用高转速自吸发动机,如今已经转变成排量更小的涡轮增压发动机,汽车用内燃机正朝着更小型化、轻量化、涡轮增压化、低转速化过度,引入了缸内直喷、dvvt(双侧可变气门)、阿特金森循环(或米勒循环)、更高压的燃油喷射系统等等,这些新技术、配合低转速扭矩特性更优的涡轮增压才把如今汽车发动机的油耗做到这么低,比如1.4t综合油耗6、7个左右;而摩托车呢?化油器的摩托还有不少吧?汽车发动机淘汰化油器都几十年了!化油器、配合频繁的超高转速,这摩托车的油耗能低么?化油器喷头可是无视进气量有多少的,可以理解成高转速运行时、很多燃油都被白白浪费变积炭了;所以一些低端摩托车发动机所应用的技术太老旧了,如今汽车发动机上省油的技术、它一个没有!运行工况不理想咱们驾驶汽车时,发动机转速一般都能控制在3000转以下、可以很好的维持在高效范围,即便是急加速、这个转速也够用了;而对于一些小排量摩托车而言自身功率储备少、输出扭矩严重不足,起步时可以轻松把转速拉到4、5千转左右,而在换挡时往往能达到6、7千转,这样的负荷太大、直接越过了经济区间,尤其是一些小排量摩托高速行驶,7、8千转维持着峰值那6、7千瓦的功率,这种运行工况、油耗低的了么?换个角度思考,汽车发动机如果也频繁4、5千转稳态运行,可能省油么?所以摩托车的燃油经济性必然不可能与汽车相比,无论低端、还是高端摩托在燃油经济方面都不如汽车;主要还是受制于体积、成本、以及受众群体的消费能力,摩托车机器注定了体积小、所以很多技术没空间使用;其次买摩托往往是图个便宜(顶级的另算),大幅度的优化恐怕会直接导致成本大幅度上升,那么销量就会受到制约,所以也就没必要优化了、维持住目前的状态足够了,实际上这种为了拉功率的高转速机本身就与节能理念相悖,所以摩托车的高油耗几乎是无解的问题!
发布时间:2021-03-29 15:06:05 阅读:9131

转子发动机油耗为什么这么高

因为转子发动机没有往复式发动机的高压缩比,所以燃油和混合空气在转子发动机内就得不到充分燃烧,导致部分燃油白白浪费,所以搭载转子发动机汽车的油耗就比较高了。关于转子发动机:转子发动机取消了传统发动机气缸内活塞的往复式运动效果,而是直接将燃油和混合气体的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩,所以在尺寸方面,转子发动机比传统发动机更小一些。转子发动机一般都搭载在早期的马自达车型上,比如马自达Rx8、马自达RX7等。但是由于政策等原因,截止到2019年8月,转子发动机已经全面退出了市场。转子发动机的优点:转子发动机具有高马力容积比的优点,同等排量下会使车辆动力更加强劲。并且,转子发动机的体积比较小,震动也比较小,零件简单,所以故障率比较低。转子发动机的缺点:转子发动机的缺点比较明显,那就是油耗高、污染中重、零件容易磨损等。
发布时间:2020-12-26 12:27:17 阅读:3321

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