面包車排量小為什么費油,為什么面包車排量小 但是有力
長期以來,三缸發(fā)動機主要是用在一些低價的微型車,如原來的天津夏利,大發(fā)面包車上,上點檔次的車都不用這種發(fā)動機,而近幾年,三缸發(fā)動機似乎咸魚翻身了,寶馬、福特、PSA等公司紛紛推出三缸發(fā)動機,寶馬的1.5升三缸機還被評為世界最佳發(fā)動機。這些三缸機還有一個特點,都是渦輪增壓的。三缸機過去之所以不被上點檔次的車使用,主要是它有兩個缺點,一是發(fā)動機振動大,二是輸出動力的平穩(wěn)性差。
發(fā)動機運行時,活塞上下運動,必然會產(chǎn)生上下振動的慣性力,這種慣性力可分解為一階慣性力,它振動的頻率和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速一樣,還有二階慣性力,它的頻率是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的兩倍。如果是多缸機,那么這些慣性力加起來還會產(chǎn)生慣性力矩,如一階慣性力矩,二階慣性力矩等。多缸發(fā)動機的慣性力和慣性力矩與發(fā)動機的缸數(shù)和氣缸的布置有關(guān),直列四缸發(fā)動機的一階慣性力、和慣性力矩相互抵消,但是有二階慣性力。水平對置的四缸發(fā)動機有二階慣性力矩,一階和二階慣性力抵消,直列六缸和水平對置六缸發(fā)動機的一階二階慣性力和慣性力矩都能相互抵消,90度角的V8發(fā)動機的一二階慣性力和二階慣性力矩相互抵消,而一階慣性力矩可以直接通過曲軸上裝平衡塊來平衡掉。所以六缸發(fā)動機和V8發(fā)動機的平衡性好,振動小,在大馬力高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機上得到廣泛的應用。特別是直列6缸發(fā)動機,振動小,制造方便,所以那些貨車用的大馬力發(fā)動機很多都是六缸的。
當發(fā)動機的慣性力或力矩不能自行抵消時,還可以通過裝平衡軸的辦法來平衡它,如果要平衡一階慣性力或力矩,那就要裝兩根平衡軸,兩根軸的轉(zhuǎn)速相等,方向相反,轉(zhuǎn)速和曲軸的轉(zhuǎn)速一樣。如果要平衡二階慣性力或力矩,那就要裝兩根平衡軸,轉(zhuǎn)速是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的兩倍。x像本田雅閣,廣汽傳祺的發(fā)動機是直列四缸的,為了平衡二階慣性力,所以裝了二階平衡軸,而有的低價車為了降低造價就不平衡了。
對于三缸發(fā)動機來說,它產(chǎn)生的一階和二階慣性力相互抵消,但是有一階和二階慣性力矩,振動也就難免了,當然可以通過裝平衡軸來平衡,但是如果要全部平衡掉那得裝四根平衡軸,成本太高。對于四沖程發(fā)動機來說,每個工作循環(huán)曲軸要轉(zhuǎn)720度,而每個氣缸的工作沖程角度是180度。如果要讓曲軸在任何時候都有動力輸出,那么至少要4個缸才行,而3缸機的工作沖程加起來只有540度,那么有180度曲軸是沒有氣缸推動的,只能靠自己的慣性轉(zhuǎn)動,所以發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)。
正是因為有這兩個缺點,所以一直以來上點檔次的車都不用三缸發(fā)動機。當然三缸機也不是一無是處,它重量輕,體積小,成本低。所以一些低價的小微型車用它,比如說天津夏利等。
那三缸機為什么現(xiàn)在咸魚翻身,都是追求小排量的結(jié)果。為什么要追求小排量,那還得從發(fā)動機小負荷的進氣損失說起。對于汽油機來說,是通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的進氣量來調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出功率的,通常是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度,也就是油門的開度,需要大功率時油門開大些,需要小功率時油門只開一道縫。油門開度大時發(fā)動機吸氣不費多少力,而當油門開度小時發(fā)動機就要用力吸。這種吸氣是消耗的功率稱為發(fā)動機的進氣損失。
當需要的輸出功率小,比如說在大街上低速行駛時,大排量發(fā)動機由于排量大,所以節(jié)氣門開度低,發(fā)動機得用力吸,進氣損失大。而小排量發(fā)動機由于排量小,所以節(jié)氣門開度大,進氣損失小,因此比大排量發(fā)動機節(jié)約油。
實際上4缸機也可以搞小排量的,還沒有三缸機的那些缺點,為什么不搞小排量的4缸機,主要原因還是為了制造方便,比如說4缸是1.6升的,那么別的不動,減少一個缸就是1.2升了,只要改一下曲軸,活塞連桿可以直接用,缸體缸蓋只要搞短點就行了,節(jié)約大量的時間和金錢。
小排量發(fā)動機雖然在低功率時比大排量發(fā)動機節(jié)約油,但是它也有明顯的缺點,輸出功率小。當汽車需要超車或者爬坡時,小排量發(fā)動機就不行了。
為了提高小排量發(fā)動機的功率,可以采用給發(fā)動機增壓的方法,增壓后發(fā)動機的功率明顯提高。例如依維柯的3升增壓柴油機,發(fā)動機功率是180馬力,而康明斯的5.9升非增壓柴油機,發(fā)動機功率只有140馬力,增壓的效果可見一斑。發(fā)動機越大成本越高,雖然增加了增壓器的成本,但是降低了發(fā)動機的成本,總體來說還是省錢了,所以大馬力柴油機多是渦輪增壓的。
渦輪增壓技術(shù)在柴油機上早就得到廣泛地應用,但是汽油機過去或很少應用,主要是有兩個原因使汽油機不好用渦輪增壓技術(shù),一是爆震,二是排溫。
氣體在被壓縮時,溫度必然會升高,不信你用打氣筒給輪胎打氣時摸一下打氣筒就知道了。壓縮得越厲害,溫度升得越高。對于汽油機來說,氣缸里吸進的是汽油和空氣的混合氣,當混合氣被壓縮時,它的溫度升高,如果溫度升得太高,那么壓縮還沒完成混合氣就會自燃起來,從而造成爆震,損壞發(fā)動機。當年一汽搞解放141時,由于沒有注意到國內(nèi)的汽油問題(它要求加的是80號汽油,而那時國內(nèi)買的大多是70號),結(jié)果發(fā)動機出現(xiàn)爆震,造成活塞熔頂。為了解決這個問題,一汽被迫把發(fā)動機的壓縮比從7.4降低到7。但是發(fā)動機的壓縮比越高,相對做功的行程就越長,能量利用越充分。對于汽油機來說,由于爆震的限制,壓縮比不能太高,最多不過13。而柴油機吸進去的是空氣,要等到發(fā)動機壓縮快到頂時才由噴油嘴往氣缸里噴油。單純的空氣是不會自燃的,也就不用擔心爆震了,所以柴油機的壓縮比都在16以上,因此比汽油機節(jié)約油。
汽油機為了提高發(fā)動機的熱效率,壓縮比都是選到接近爆震的程度,這時如果給發(fā)動機增壓,那么發(fā)動機的進氣溫度就會升高,進入發(fā)動機再一壓縮,那就要爆震了,為了不爆震有兩個辦法,一是給進氣降溫,比如加裝中冷器來冷卻進氣,但是再怎么冷卻也不可以把它冷卻到環(huán)境的溫度,另一種方法就是降低發(fā)動機的壓縮比,就象前面一汽解決解放141發(fā)動機一樣。所以現(xiàn)在那些渦輪增壓汽油機的壓縮比都比自然吸氣的低,比如說福克斯2升的自然吸氣發(fā)動機的壓縮比是12,而蒙迪歐的2升渦輪增壓發(fā)動機的壓縮比只有10了。這還算是好的,像凱迪拉克ATS,還有菲亞特菲翔等的壓縮比只有9點幾。
汽油機使用油輪增壓后由于降低了壓縮比,所以雖然提升了機械效率,但是降低了熱效率,所以燃油消耗并不比自然吸氣的低。
汽油機為了提高發(fā)動機的熱效率,壓縮比都是選到接近爆震的程度,這時如果給發(fā)動機增壓,那么發(fā)動機的進氣溫度就會升高,進入發(fā)動機再一壓縮,那就要爆震了,為了不爆震有兩個辦法,一是給進氣降溫,比如加裝中冷器來冷卻進氣,但是再怎么冷卻也不可以把它冷卻到環(huán)境的溫度,另一種方法就是降低發(fā)動機的壓縮比,就象前面一汽解決解放141發(fā)動機一樣。所以現(xiàn)在那些渦輪增壓汽油機的壓縮比都比自然吸氣的低,比如說福克斯2升的自然吸氣發(fā)動機的壓縮比是12,而蒙迪歐的2升渦輪增壓發(fā)動機的壓縮比只有10了。這還算是好的,像凱迪拉克ATS,還有菲亞特菲翔等的壓縮比只有9點幾。
汽油機使用油輪增壓后由于降低了壓縮比,所以雖然提升了機械效率,但是降低了熱效率,所以燃油消耗并不比自然吸氣的低。
同樣由于爆震的限制,汽油機的增壓壓力不能選得太高,否則發(fā)動機的壓縮比降得太多,那油耗就上天了,而柴油機卻沒有此限制,所以柴油機增壓后發(fā)動機的功率可以成倍增長,而汽油機卻是不可想象的,除了一些不惜成本的賽車。
同樣由于汽油機的壓縮比低,所以它排氣的溫度比柴油機高得多,而渦輪增壓后壓縮比還要降低,那排氣的溫度更高了,通常可以看到那燒得發(fā)紅的渦輪,所以對渦輪的耐熱性也高于柴油機,渦輪的成本也高。
正是因為增壓后油耗上升,發(fā)動機的功率沒有增加多少,還要裝一個挺貴的渦輪,所以過去汽油機的渦輪增壓一直沒有怎么用。
現(xiàn)在小排量渦輪增壓的三缸機咸魚翻身,與其說是技術(shù)進步,還不如說是排放法規(guī)使之然,特別是歐洲的排放法規(guī)。歐洲的排放法規(guī)是這樣測試發(fā)動機的,選跑四個低負荷工況,再跑一個高負荷工況。那么對于這些小排量渦輪增壓地發(fā)動機來說,在這四個低負荷工況時,渦輪的轉(zhuǎn)速很低,幾乎不增壓,相當一臺自然吸氣發(fā)動機,由于它的排量小,所以節(jié)氣門的開度大,雖然它的壓縮比小,但是進氣損失小,所以還是比大排量的自然吸氣發(fā)動機節(jié)約油,而當大負荷工況時,渦輪啟動。這時它雖然比自然吸氣的大排量發(fā)動機費油,但是由于測試的時間短,所以平均油耗還是挺低的。
因為按歐洲的測試方式小排量發(fā)動機省油,所以歐洲人不管三七二十一,按發(fā)動機的排量收稅,為了增加小排量發(fā)動機的功率,那就搞渦輪增壓,壓縮比別管它,先把排量降下來再說。
美國佬對歐洲的排放法規(guī)不屑一顧,認為他們那是中國衡水一中和黃崗中學的應試教育,于是美國佬自己搞了個測試方法,就是模擬紐約洛杉機的開車上班工況,其中有加速,有減速,有在大街上慢行,也有在快速通道高速行駛,這樣一來,那些渦輪增壓小排量發(fā)動機的油耗就上去了,而大排量自然吸氣發(fā)動機的油耗還低些。現(xiàn)實情況也是如此,不信找個2.5升的馬自達CX-5和1.8升渦輪增壓的途觀來比一下就知道了。
應該說,美國的測試方法比歐洲的科學,于是美國人開的車多數(shù)是自然吸氣的,而因為收排量稅的原因,歐洲人開的是小排量渦輪增壓的。有兩個現(xiàn)象挺好玩,生產(chǎn)渦輪增壓器的公司主要有四家,美國的霍尼韋爾,博格華納,日本的石川島播磨(IHI)和三菱,而美國佬和小日本卻不怎么用渦輪增壓。歐洲人搞小排量的渦輪增壓,但是卻喜歡開柴油車,因為柴油機增壓后不用降低壓縮比。
為了降低大排量汽油機小負荷時的進氣損失,本田和克萊斯勒搞出了停缸技術(shù),在小負荷時停掉幾個氣缸,這樣就可以加大節(jié)氣門開度,減小進氣損失,而菲亞特搞了個可變進氣時間的液壓氣門機構(gòu),也就是MultiAir,連節(jié)氣門都不要了,進氣損失更低。
菲亞特Multiair發(fā)動機
雖然有了這些技術(shù)能降低大排量發(fā)動機在部分負荷時的油耗,但是歐洲卻是一刀切地按排量來收稅,恐怕還是與那些歐洲汽車集團的游說的結(jié)果,他們搞了那么多年的小排量,完全是按你的排放法規(guī)來設(shè)計發(fā)動機,你現(xiàn)在說不搞這一套了,他們肯定不干。劉伯承元帥說,不算黑貓白貓,抓到耗子都是好貓,有一陣子白貓抓到了耗子黑貓沒抓到,于是白貓就說黑貓不是好貓,后來黑貓也會抓耗子了,比白貓還要抓得多,于是白貓不高興了,于是到處說,白貓是好貓,黑貓不是好貓。
對于歐洲來說,小排量渦輪增壓是他們的親兒子,而馬自達的創(chuàng)馳藍天高壓縮比發(fā)動機,本田和克萊斯勒的停缸技術(shù)是外來戶,他們肯定要護犢子了。不過一味地按排量收稅也會搞出荒唐事,菲亞特的Multiair技術(shù)取消了節(jié)氣門,極大地降低了部分負荷時的進氣損失,按說最適用于大排量的自然吸氣發(fā)動機,但是因為歐洲收排量稅,所以菲亞特只好搞小排量的Multiair發(fā)動機在歐洲賣,比如說菲亞特500,還有阿爾法羅密歐的朱麗葉都是小排量的。好在菲亞特收購了克萊斯勒,于是把大排量的使用Multiair技術(shù)的發(fā)動機拿到美國去給克萊斯勒生產(chǎn),也就是吉普自由光的發(fā)動機。這使人想起歐洲反轉(zhuǎn)基因,因為歐洲不準賣轉(zhuǎn)基因食品,但是可以賣進口的轉(zhuǎn)基因的飼料。非轉(zhuǎn)基因的玉米不抗伏馬毒素,而從美國進口的飲料玉米卻搞伏馬毒素。后來人們嘲笑道,歐洲的豬比歐洲的人吃得好。
讓人想不通的是,歐洲人搞小排量渦輪增壓是汽車集團游說和護犢子的結(jié)果,那么中國人為什么要去學歐洲的排放法規(guī)和檢測方法,而不去學更科學的美國呢?
歐洲人因為排量稅搞出個小排量渦輪,自己卻用渦輪增壓柴油機。美國人日本人自己用自然吸氣,卻給歐洲提供渦輪;最后小排量渦輪來到了中國,都是渦輪增壓汽油機,并不省油,還提高了保養(yǎng)成本,給4S創(chuàng)收,好處就是降低了排量稅,尤其是3.0以上的排量,減稅明顯
每年的車船使用稅
(1)1.0升(含)以下 60元至360元
(2)1.0升以上至1.6升(含) 300元至540元
(3)1.6升以上至2.0升(含) 360元至660元
(4)2.0升以上至2.5升(含) 660元至1200元
(5)2.5升以上至3.0升(含) 1200元至2400元
(6)3.0升以上至4.0升(含) 2400元至3600元
(7)4.0升以上 3600元至5400元
有些人說一年幾百塊的車船稅算個啥啊,輕往下看排量稅
排氣量在1.0升以下(含1.0升)的 1%
排氣量在1.0升以上至1.5升(含1.5升)的3%
排氣量在1.5升以上至2.0升(含2.0升)的5%
排氣量在2.0升以上至2.5升(含2.5升)的9%
排氣量在2.5升以上至3.0升(含3.0升)的12%
排氣量在3.0升以上至4.0升(含4.0升)的25%
排氣量在4.0升以上的 40%
又有些人可能覺得這點稅算個啥啊,我只能說呵呵,往下看
對于進口車來說,綜合稅率為:
1.0-1.5L(含1.5)為30.77%、
1.5-2.0L(含2.0)為53.95%;
2.0-2.5L(含2.5)為60.71%;
2.5-3.0L(含3.0)為66.19%;
3.0-4.0L(含4.0)為95%;
4.0L以上為143.75%。
從143.75%降到95%的稅率你說進出大不大