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汽车4缸和6缸自然吸气发动机,气缸总容积相同,缸少的发动机工作效率高吗?

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我是“旋转的方向盘”,欢迎关注!意思是问:同排量的四缸发动机和六缸发动机是否由于四缸比六缸少了两个缸所以其工作效率就高?答案是不一定!其实
<a href=http://www.sun0758.com/qichexinxi/ target=_blank class=infotextkey>汽车</a>4缸和6缸自然吸气发动机,气缸总容积相同,缸少的发动机工作效率高吗?

我是“旋转的方向盘”,欢迎关注!

意思是问:同排量的四缸发动机和六缸发动机是否由于四缸比六缸少了两个缸所以其工作效率就高?答案是不一定!

其实影响发动机工作效率的因素非常之多而对比缸数对发动机工作效率的影响也是需要有统一前提的。工作效率可以看做是一个量化参数指标表示:W总输出/W总输入,所以它和做功多少有关系但影响工作效率的还应依靠其内部转化效率。如果一定要对比关系那就是同排量、同样转化率前提下的四缸和六缸发动机。也就是保证W输出功一致,这样平均每缸的做功量会因缸数不同产生差异。

比如:同排量、同功率、同转化率的四缸和六缸发动机相比,四缸机平均每个缸的做功量是大于六缸平均每个缸的做功量且由于转化效率也相同,所以四缸平均每个缸的工作效率确实高于六缸平均每个缸的做功效率,但是总工作效率是一样的。而如果以上前提不统一就会产生不同的可能性,比如转化率高的六缸机平均每个缸的工作效率和总功率都可能高,同理转化率高的四缸也可能在单缸工作效率和总工作效率都超过六缸。

同排量下四缸和六缸的工作效率高低并不仅仅通过缸数来判断

先确定一个前提:同排量(也就是题主说的气缸总容积,但用总容积不严谨因为燃烧室包含总容积里)也就是每个气缸缸的活塞上下止点间的容积。由于排量的大小直接影响发动机进气量和压缩比的变化所以排量大小是发动机能做多少功的前提。

影响发动机排量大小的直接因素就是气缸的行程和缸径:缸径就是气缸直径d,行程就是活塞上下止点之间的距离,气缸半径r为d/2,所以发动机的排量为气缸面积×行程×缸数。如果排量相同的四缸和六缸相比,由于缸数不同排量相同所以四缸的单缸排量一定大于六缸的单缸排量。而排量大则说明单缸做功就多,如果转化率相同那么四缸的平均单缸工作效率高于六缸平均单缸工作效率,这个前提一定是同转化率。然而由于技术、材质以及成本的限制发动机缸径和行程不是随便增大或者随便改变的,像我们熟知的丰田86就是因为其缸径和行程都是标准86mm而得名,而一般汽油车发动机的缸径和行程都不会超过110mm。

比如:日产的VQ系列2.5L排量V6发动机就是一个很好的代表,VQ25系列发动机的缸径和行程为85×73.3mm、V型六缸,根据缸径和行程可以计算出单缸排量约为0.416L。而丰田最新的A25系列2.5L排量L4发动机的缸径和行程分别为87.5×103.4mm,经计算其单缸排量约为0.624L。对比VQ25和A25的单缸排量可以看出六缸的明显小于四缸,也就是说丰田A25发动机的单缸做功肯定是高于日产VQ25的单缸做功,但只看单缸做功多少就一定能得出工作效率高吗?不一定!还需要看转化率。我们以VQ25DE和A25A为例子:VQ25和A25A的功率分别为136KW/h和154KW/h、压缩比分别为10:1和12:1、最高热效率分别为36%和40%。可以看出A25A的单缸做功多且工作效率高,相反如果让VQ25拥有A25A的转化率即使A25A单缸做功多但转化率低其工作效率也并不会很高。

四缸和六缸的优劣差异不单单只考虑工作效率

六缸相比四缸的优势在于其稳定、平顺、噪音、性能上限以及高转速的可调教性,所以四缸一般都是2.5L以下排量而六缸往往在2.5-4.0L排量。在原理上四冲程发动机都会经过吸气、压缩、做功、排气四个冲程,但是由于每个冲程所受到的压力是完全不同的尤其是做功冲程的压力远高于其它冲程,所以由于周期性惯性力的作用即使有飞轮的平衡发动机的运行也并不是理想状态下的平稳、持续、均匀的输出动力。四冲程发动机每做完一个完整的循环需要曲轴旋转720度,而由于其点火顺序也是依次进行的所以四缸发动机每一个行程需要曲轴旋转180度,也就是四缸发动机的点火间隔角为180度。同理六缸发动机一个完整的循环也需要曲轴旋转720度,但是由于缸数增加曲轴行程不变所以其点火间隔角就变成了120度(720/6缸数)。因此六缸发动机相比四缸发动机的运行更平顺、连续且震动和噪音更小,这就好比单缸柴油机和四缸发动机的运行差异。

在结构上,V型六缸发动机成60度夹角布局所以有抵消震动的作用,而因行程和缸径降低所以其整体高度和宽度就会降低有利于空间布局;由于长度缩短对曲轴的要求降低,在抑制震动和惯性方面也有优势;由于缸径较短所以更有利于发动机在高转速的性能调教,这也是自吸发动机的魅力所在,所以六缸发动机的天然优势更多体现在其结构特性上。

总结:同排量下可以说气缸的数量多少是会影响发动机做功的多少但和发动机的工作效率并没有直接的因果关系,再者技术原因也是可以改变转化率的高低的,要对比应尽可能保证额外因素的相同或者相近。

如果你说的排量满足做4缸也能正常工作的话,那肯定是4缸机效率高。

那么为什么要做6缸机甚至16缸机呢?主要目的就是为了增大功率,满足市场需求。

那么为什么不做一个大的单缸内燃机呢?这样不是少了好多运动部件,成本又低,效率又高吗?

下面我给你来解释一下,为什么增大功率,必须要增加气缸数,哪怕是要增加成本,降低机械效率。

增大功率就必须要增大排量(发动机工作容积),增大排量无非于增大缸径D、行程S和缸数。缸径加大,有效功率确实以缸径平方的速度增加,但是惯性力也以缸径平方的速度增加,导致振动和机械负荷加剧,还会导致发动机气缸、活塞组、气缸盖、气门等零件的热负荷增加,爆燃倾向也会加大,所以汽油机的缸径一般不超过110mm。行程S增加,在缸径不变的情况下,S/D增加,会导致活塞平均速度提高,引起磨损加速、寿命下降等问题。综上,想增大发动机功率,最简单的方法就是增加气缸数,在同样的功率要求下,气缸数越多,气缸直径就可以缩小,转速就可以继续提高。气缸数增加,平均有效压力线性提高,发动机长度加大,平衡性改善。因此,厂家为了提高发动机功率,最好的方法就是增加气缸数,机械效率确实低了,但任何设计都在取一个满足市场的平衡,不可能事事最优。

因燃油不同及着火方式不同,汽油机气缸直径是有一定的限制。所以需增大功率都是在缸径允许的设计范围内选择向多缸取向。这是汽油引擎和柴油引擎上的区别和分水岭。

因此,汽油机在相同排量的前提下,选择多缸设计的优势为燃烧性能好,噪声低,均衡性能好,运转特平稳,振动小,虽然结构凸现冗余,却显综合性能指标等突出。比如当年的东风汽油引擎为6100发动机,后来的解放141汽油引擎为6102(实则缸径为101.6mm),仅比东风引擎的缸径大1.6㎜,却易爆震及活塞顶产生炽热点而熄不了火,先采用增加一张气缸垫降低压缩比,后经优化采用爆震传感器及电子点火系统才得以克服。反观东风汽油引擎却无此问题出现。

技术含量差别不大的情况下,四缸发动机功效高,起码少了两个燃烧室和配气机构的联动与摩擦力。

一般讲效率,都是用升功率来代表,所以容积相同的情况下,要看功率多少,如果功率也相同,那么效率就是一样的。内燃机是不匀速运动,缸越多,越接近匀速运动,因此多缸发动机能运转更平稳,噪音更小,这是人们追求多缸的原因。

命题不成立,

首先发动机效率,概念模糊,是热效率,充气效率,还是功率,或者是转矩,还是转速,因为,效率一词对于不同的指标会有不同的结果,

其次,相同排量的不同气缸容积的发动机对于上述任何一个指标都没有直接的影响和关联性。

汽油机好像有一个单缸理想容积范围,单缸过大过小效率都会变低,所以四缸和六缸还得看技术指标。同样科技条件功率应该一样。

一样的吧,区别大的是成本,6缸要高很多

同排量的发动机、缸数越多运转越平稳。相对制造成本增加,机械零部件增多。优点是:运转平稳、噪音低缺点是:制造成高。

不一定哦!首先压缩比不一样的话就没法谈,其次厂家的调教及软硬件整合水平都会影响功率输出,这是一个系统而复杂的课题,没办法公平的去比对!

标签:汽车政策,发动机,气缸,所以

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