发动机排量一般用VL表示: VL=Vh×i=(S*π*D2/4)*4
式中:Vh-气缸工作容积;i-气缸数目。
排量是较为重要的结构参数,它能全面衡量发动机的大小.发动机的性能指标和排量密切相关,一般来说,汽车的排量越大,功率也就越高.通常用单位排量作为评价不同发动机大小的依据.
多缸发动机各气缸工作容积的总和,称为发动机排量。
发动机排量(Engine Displacement)简称排量,是发动机各缸工作容积的总和,单缸排量Vh和缸数I的乘积。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。
拓展:
如何改善油耗?!我想最简单的方法就是降低排量吧,因为理论空燃比是恒定的,在奥拓循环下排量越小,一次做功所需要的汽油也就越少,这就等于省油。
不过排量小的话,扭矩和动力也会下降,所以这个时候就需要增压来解决这个问题了,虽然排量下降了,但是通过增压可以吸入更多空气来弥补排量下降造成的扭矩、动力损失。
现在风靡全球的小排量涡轮增压的风潮是从大众开始的,2005年大众第一代EA111 1.4TSI发动机采用了双增压的方式,低转区间使用机械增压,中高转区间使用涡轮增压,通过这种方法EA111 1.4T发动机拥有了媲美2.2L自吸发动机的扭矩输出。
之后大众又推出了单涡轮的1.4T发动机。再后来大众继续降低排量,发展出了1.2T发动机。大众根据各个车型,分别控制它们的增压值来实现发动机不同的动力输出。通过最新的控制手段,小排量增压发动机已经让那些大排量自吸显得更像是前人留下的遗产。
但就是在这种趋势之下,大众反而开发了1.5T发动机,排量升级了!其实通过OBD能够发现1.2TSI发动机在低转速的时候增压并没有介入,在平时0.3G程度的缓加速下,基本上增压也不会介入。从产品目录上介绍的扭矩曲线来看,怠速到变速箱能承受的扭矩极限过程中发生的扭矩大部分都是通过自吸得到的。也就是在没有增压的情况下,依然可以获得足够的起步扭矩。这是通过缸内直喷和标定实现的。
缸内直喷的好处就是可以利用气化潜热效果来降低混合汽的温度,这可以在不推迟点火角度的前提下降低发动机爆震的发生。因为推迟点火角度会让混合气没法发挥最大的燃烧爆炸能量。
汽油发动机的燃烧解析还在不断的进化中,大众的TSI也不是突然就凭空冒出来了,也是经过不断的技术发展得出的成果,起码在03-04年的时候,大众认为TSI是一种能够兼顾动力和燃油经济性的发动机。
从那时候开始算,距今也过了十几年,小排增压发动机正在发生变化,大众没有继续降低排量,反而是把排量扩大了。而奥迪也把排量从1.8扩大到了2.0,并宣称这才是合适的排量。
丰田的普锐斯也是,在发动机的开发过程中提高了排量,不过他们的理由是提升电机的动力输出需要同时提升发动机的动力输出,这样才能取得混动系统的平衡性。
不过提高排量反而造成油耗增高是不允许发生的。所以大众的1.5T肯定不会比以前费油,普锐斯也是,普锐斯放弃了用皮带驱动各种辅机部件,选择了电动化,在不借助增压的前提下,发动机在一些特定的工作区间,热效率可以达到40%。
从TSI和普锐斯就可以看出来,小排量增压发动机是有一个下限的,过度的小排量增压发动机不过是本末倒置罢了,虽然这不算是一个结论,但却是一个有力的假说,一个被证实的假说。
发动机的工程师们说过,排量本身就是一种排气装置,排量足够的话就不需要去拉高转速,日常驾驶也一样有充足的动力。执掌马自达创驰蓝天发动机开发的人见光夫动力开发本部长这样说过:“大排量发动机能够在短时间内获得很大的排气能量,而且大排量发动机什么也不做就可以吸入很多空气,成本可是很低的。但小排量增压发动机就不一样了,需要在达成特定的条件下才能靠涡轮吸入更多的空气。多余的空气让发动机的响应表现得更加优异,最棒的一点就是,削减氮氧化物的排放会更加容易。
人间光夫的说法并不是少数派,不论是日本、欧洲、还是美国,工程师们都认为不应该过度限制排量,排量大一些可以让发动机的动力、扭矩、油耗、废气排放达到一个好的平衡。
既然大排量发动机如此优秀,那为什么现在仍然是小排量增压发动机大行其道呢?!那是因为排量税和排量神话阻碍了大排量发动机的发展啊,一般人们都把大排量和更多的金钱之间划上等号,各种政策也是对大排量进行打压。
这就是小排量增压发动机成功的背景,对于很多人来说1.4T有着2.4自吸相当的扭矩,那买1.4T不就好了。但实际上1.4T的吸气量并不是1.4升,而是相当于2.2升,根据情况还可能是2.4升,虽然从排量上来看的确是1.4升,不过吸气量却增加了。
另外小排量增压发动机提高了成本,其中缸体、活塞、连杆、曲轴等精密机械部件的成本占发动机总成本的三分之一,剩下的气门正时机构、复杂的燃料喷射系统及复杂的进/排气装置、ECU、涡轮占了三分之二,以前汽油发动机的成本是低于柴油发动机的,不过缸内直喷的小排量增压发动机在进/排气门的正时机构、直喷系统的成本已经直逼柴油发动机的燃料系统的成本。等到LNT、GPF这些废气排放装置标配以后,小排量增压发动机的成本就和柴油发动机没区别了。实际上小排量增压发动机才让消费者付出了更多的金钱。(所以嘛,最后还是羊毛出在羊身上,消费者又成最大输家)。
虽然小排量增压发动机确实降低了油耗,但是面对越发严苛的废气排放法规,已经力不从心了。所以现在厂家开始扩大排量了,这个理由就是为了能够通过RDE(真实驾驶废气排放),RDE会任意组合各种交通状况,观察从堵车到山路到130km/h的高速行驶时发动机的过渡特性,这种测试全负荷领域的方法对小排量增压发动机是非常不利的,所以在一定程度上扩大排量能够做出好的测试结果。
并不是说小排量增压发动机不好,而是说小排量增压发动机并非万能,汽车的发展和政策是紧密相关的,一定程度上扩大排量的增压发动机今后有可能会越来越多。