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雷沃動力 直列四缸 PK V型六缸發動機 性能了解

發布日期:2019-03-01 10:34:13   文章來源:天津雷沃動力_雷沃配件_雷沃動力發動機_雷沃動力配件銷售   

           發動機技術發展到今天,很多東西大家都已達成共識,比如轎車發動機的排量和氣缸數量的關系。2.0升以下的發動機一般都是4缸,3.0-4.0一般是6缸,4.0以上則大多采用V8甚至V12的設計。但2.5升左右的機器是用4缸還是6缸好呢?這個問題就值得探討一下了?!?br /> 導彈艇和拖船 
   先說點題外話。我軍常用的導彈快艇和港口常用的大馬力拖船主機的輸出功率都是8000馬力。導彈艇用的是兩臺42缸高速柴油機并機工作,每臺機器都是由7組星型6缸布置的氣缸組成的。84個氣缸,平均單缸功率還不到100馬力;而拖船的主機一般都是直列6缸,也有少數采用直列8缸的,單缸功率在1000馬力以上。
        哪個效率高呢?這個問題根本不用討論。如果港務局把84缸發動機裝在拖船上,不用等到經濟危機就已經破產了。而軍品大多是不計成本,不惜一切代價的產物。再看可靠性。我們能見到船齡超過20年甚至更長的拖船還在任勞任怨地工作,但導彈快艇的發動機壽命卻是用小時來計算的。
      上面只是一個極端的例子。但就2.5升左右的轎車發動機而言,目前的發展趨勢的確是直列4缸機比V型6缸機更受青睞。因為對家用車來說,經濟性、可靠性永遠是壓倒一切的性能。
      為什么同樣排量的4缸機比6缸機的經濟性和可靠性更好呢?下面我們深入探討一下這個問題。
   高速≠高轉速
重型卡車的柴油機最大功率轉速只有不到2000rpm,而高性能跑車的發動機可以拉到7000rpm以上,但兩者都屬于高速發動機。為什么呢?因為發動機工程師區分高速和低速發動機的標準是活塞平均運行速度,而非轉速,這個指標比發動機轉速更能衡量機器的負荷水平。由于直列4缸機的缸徑和行程都大于同等排量的V型6缸機,因此,同樣負荷下,它的轉速更低。比如說馬自達睿翼的4缸2.5升MZR發動機的活塞行程是100mm,而同為2.5升的日產天籟VQ25采用V6設計,活塞行程只有73.3mm。當活塞平均速度達到10m/s時(一般這個速度下的燃油經濟性比較好),馬自達睿翼的發動機轉速只有3000rpm,而天籟的已經達到了4100rpm。顯然馬自達睿翼的設計更符合大多數人的日常開車習慣。
同樣的原因,馬自達睿翼的MZR發動機在4000rpm時輸出最大扭矩226Nm,并且之前很寬的區間扭矩曲線都非常平坦;而天籟的最大扭矩點在4400rpm,扭矩曲線上呈現出相對明顯的尖峰。
     決勝3000轉  
     由于內磨擦損失和泵氣損失都比較小,大多數4缸機在3000轉左右是最富有活力的轉速區段,而6缸機的喚醒轉速相對要晚一些。
     從結構上我們很容易明白個中的原因。由于多了兩個氣缸,6缸機比4缸機多了兩組活塞,相應地,多出了4道氣環、兩道油環,接觸及磨擦面積增加了30%左右,而增加出來的兩根凸輪軸、8只氣門彈簧、8只氣門油封也在偷偷從你的油箱里偷油。
     誰更平穩 
  6缸機的運轉平穩性優于4缸機,這似乎是個定論。果真如此嗎?對于氣缸夾角120°的V6發動機的確是這樣,但現在發動機艙的空間越來越寶貴,,比如BMW和VOLVO。仍然采用直列汽缸技術。
       像銳志的5GR和天籟VQ25都采用了相對緊湊的60°氣缸夾角,它可以抵消活塞往復運動帶來的振動,但由于各缸做功不是均勻地間隔120°曲軸轉角,因此它并不是完美的100%動平衡?!?br /> 所以說,和4缸機一樣,大多數V6發動機還需要平衡軸。在高轉速下,V6和直4在振動上的區別基本可以忽略不計。
       誰更緊湊? 
   這個問題大概也不用討論了,直4比V6不僅造型緊湊、重量輕,故障率也低很多。我們想說的是,對于大多數發動機橫向布置的前驅車,直4比V6在進氣效率、升級空間方面擁有更多的優勢。
       眼下絕大多數主流的直列4缸汽油機都采用進氣在前、排氣在后的反置式布局,它的空氣流動路線是最合理的,不僅如此,它還更便于布置增壓器,由于催化轉換器可以離排氣歧管很近甚至于排氣歧管做成一體,它也更容易滿足未來更嚴格的排放法規。
      而橫置的V6就比較麻煩,它采用的是中間進氣、兩側排氣的布局,這樣勢必要有一排3缸的排氣管從發動機下面通向車尾,這無形中提高了發動機的位置和重心,不利于進一步改善操控性,最大的問題是,增壓器怎么布置?如果把6個缸的排氣匯總到一起來驅動增壓器,由于排氣管路過長,排氣的溫度和壓力都下降得很多,這無形中損失了很多廢氣能量。每排氣缸布置一個增壓器倒是可以解決這個問題,但那樣的成本會很高。還有散熱、進氣過分加熱等許多問題,總之現在的趨勢是,在普通轎車上,V6越來越多地被同排量,更精致的4缸機取代。
        高強化,一把雙刃劍
  高強化不僅讓發動機的數據看起來更漂亮,也可以用更小的排量獲得更大的功率,從而規避針對排量的很多高額稅收,聽起來是個很不錯的主意,但實際上呢?舉個極端的例子,參加CTCC場地賽的車子雖然模樣和民用版量產車差不多,但發動機的輸出功率都提升了50%-100%,強化到這種程度,車子連怠速都不穩了,不過這絲毫不影響它參加比賽,因為賽道上沒有人用得著怠速工況。
      高強化發動機犧牲的主要是中低速性能,而這恰恰是我們最需要的。還是以2.5升發動機為例,小型V6設計可以把斷油轉速提升到7000轉,相應的最大功率標到200匹也沒有問題,但它的經濟性、可靠性以及中低速相應肯定不如170匹的大四缸機器用著爽。降低強化程度帶來的另一個好處是可以使用更廉價的93號汽油,發動機的保養間隔也可以適當延長,出門在外不會因為水土不服而出現這樣那樣的毛病。馬自達睿翼MZR2.5L發動機采用的就是直列4缸技術,在中低速狀態下動力表現十分充沛,實用性=實際使用時的價值理念會給你帶來更多的驚喜。

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