涡轮增压发动机的最大扭矩转速范围(1700转至4500转)的意义在于,它代表了发动机在输出同等功率下所需的转速更低,从而在一定程度上降低了油耗。然而,这并不直接反映汽车的实际加速性能。
加速性能取决于扭矩,而最高速度则取决于功率。许多人被误导认为只要扭矩大就能获得优秀的加速性能,但这种观点只适用于传递到车轮上的实际扭矩,而不是发动机本身的扭矩。例如,柴油机拥有较大的扭矩,但柴油车的提速能力未必突出。实际上,发动机扭矩无法直接测量,只能通过实际输出功率进行换算。根据公式:
功率P = 扭矩 × 转速 / 9550
我们可知:在功率P保持不变的情况下,转速与扭矩之间存在反比关系,即转速越高,扭矩越小;转速越低,扭矩越大。
动力从发动机传递到变速箱后,在忽略传递损失的情况下,功率保持不变,但扭矩会根据齿轮传动比的变化而改变。根据公式:
传动比 = 主动轴转速 / 从动轴转速
对于变速箱而言,输入轴是主动轴,输出轴是从动轴。传动比越大,转速越低,扭矩越大。因此,变速箱的一挡传动比最大,转速最低,扭矩也最大。
当动力传递至车轮后,可以认为作用于车轴,形成了初始扭力。根据公式:
扭矩 = 力 × 力臂
其中,车轮半径是力臂,最终扭矩作用于轮胎,以克服汽车加速时的阻力。轮胎上的力越大,汽车加速能力越强。随着变速箱输出轴转速提高,汽车速度也会越来越快。因此,归根结底,汽车的加速能力取决于功率。
汽车行驶过程中会遇到多种阻力,包括空气阻力、车轮滚动阻力,以及在上坡时的重力分力,加速行驶时还需克服惯性力。为了提高汽车的加速能力,发动机必须持续输出动力以克服这些阻力。
涡轮增压发动机在4500转后,虽然扭矩下降,但输出功率仍在提升。下图展示了一台涡轮增压发动机的外特性曲线,可以看到,在约1500转时,涡轮开始增压,扭矩达到峰值,但发动机功率持续增加,直到4500转时涡轮泄压,扭矩迅速下降。然而,由于发动机转速的提升,功率继续上升,直至5000转左右达到最大功率,随后在6000转时功率开始下降。
对于一台涡轮增压发动机的车辆来说,尽管4500转后输出扭矩减少,但发动机转速仍在不断提升,最终使车轮转速增加。然而,由于扭矩下降,此时汽车的动力响应能力会减弱。
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