低速發動機和高速發動機 到底最高扭矩多少轉才是低速發動機，多少轉才是高速發動機？ 其實這個劃分的界限並不十分明確，但按照一般的劃分習慣，把最高扭矩轉速3000轉左右的發動機稱為低速發動機，3600轉左右的稱為中速發動機或者中高 速發動機，4000轉以上的一般就被劃分成高速發動機了。 還有一種劃分方法是以缸徑和衝程比來劃分：缸徑比衝程短的是低速發動機，缸徑和衝程相等或者基本相等的為中速發動機，缸徑大於衝程的為高速發動機。 以上都是指汽油發動機，本文所要探討的也是汽油發動機，柴油發動機不在討論範圍之列。 為什麼發動機還分低速和高速之分呢？什麼因素決定了發動的最大扭矩是低轉速出現還是高轉速出現呢？我們知道發動機的基本工作原理是汽油和空氣的混合氣體在 氣缸裡點火爆炸膨脹產生推力，這個推力由活塞傳遞給曲軸連桿，曲軸連桿再傳遞給曲軸，在曲軸和曲軸連桿的配合作用下把這種垂直上下的運動轉化成發動機曲軸的轉動，這個轉動的“力”再透過變速箱傳遞給車輪，推動車子執行。 那麼氣缸是圓柱型的，氣缸有兩個非常重要的引數：缸徑和衝程。以2.0L的直列4缸發動機為例，每個氣缸的容積是2.0L/4=0.5L，假設氣缸的衝程是 10cm，那麼氣缸的截面積就是50平方釐米，根據圓形的面積公式，算出氣缸的半徑是3.99釐米，直徑就是7.98釐米。我們就說這個發動機氣缸的缸徑 是7.98釐米，衝程是10釐米。那麼這兩個引數和發動機高轉速和低轉速的劃分有什麼關係呢？ 關係就是： 衝程越長，缸徑越短，發動機出現最大扭矩的轉速就越低，反之衝程越短，缸徑越長，發動機出現最大扭矩的轉速就越高！ 為什麼呢？ 很簡單，活塞在氣缸上下運動的過程，就好比一個人收回拳頭再發力打出去的過程，收回的幅度越大，打出去的幅度越大，攻擊的力度就越大。一個大直拳肯定比小 碎拳有力。 低速發動機的衝程長，好比打大直拳，高速發動機的衝程短，好比小碎拳，在相同轉速的情況下，大直拳比小碎拳有力，所以在低速階段，低速發動機由於衝程長， 活塞加速的過程比較長，因此比較有力，高速發動機就不如低速發動機有力了。 還有一個例子也可以說明這個問題：同樣的一顆子 彈，在槍管比較長的步 槍中發射就比在槍 管比較短的步 槍中發射的遠。發動機活塞也是類似的道理。還有，低速發動機曲軸力臂長，高速發動機力臂短，也是造成低速發動機在低速階段扭矩大的原因。 既然低速發動機低速階段有力，為什麼不都造低速發動機呢？ 這樣汽車起步不就快了嗎？ 問題來了：在低速階段，由於發動機運轉慢，低速發動機的氣門大小足夠發動機進氣和排氣了，但車子速度上來了，需要發動機轉速提高的時候，低速發動機由於氣門面積小，進氣和排氣效率就會降低，混合氣體燃燒的效率也會降低，從而降低發動機效能。這個現象也很容易理解：你用一個針管和針頭，先把針管推到底，然後慢速往下拉，讓空氣進入針管，慢速拉的時候很容易，並不費勁，但同樣的動作，快速拉的時候，你會發現很費力，因為快速拉的時候，針頭的直徑已經不能讓空氣快速的進入針管了，發動機也是同樣的狀況，慢速階段空氣進入氣缸很容易，高速的時候進不容易進去了，這個就叫做進排氣效率降低！ 既然進排氣效率降低，那麼有什麼方法提高進排氣效率呢？ 你一定想到了！ 對針筒來說，換一個大直徑的針頭，對發動機來說，換一個大直徑的氣門不久解決了？ 非常正確！ 但是呢，氣門在發動機氣缸的頂部，氣缸的直徑決定了氣門的安裝數量和大小，氣門都是圓形的，假設氣門的直徑是3cm,那麼直徑7.98cm的氣缸，最多能 安裝幾個氣門呢？如果是2.5cm,又能安裝幾個？ 有興趣的算一算吧。 要麼裝2個大一點的氣門，一個進氣一個出氣，要麼裝4個小一點的氣門，2個進氣，2個出氣，或者裝更多氣門，但無論怎麼安裝氣門，氣門的總面積都不會超過 50平方釐米, 怎麼辦呢？也許你說，簡單啊，增大缸徑啊！ 沒錯，增大缸徑可以安裝更多更大的氣門，但是呢別忘了，排量是有限的，排量一定的情況下，缸徑大了，發動機衝程就縮短了，發動機在一個做功週期內輸出的動力就小了。 這個是發動機設計中的悖理問題。要麼設計又細又長的氣缸低速階段進排氣效率高、燃燒充分、扭矩大但高速動力下降，要麼設計又短又粗的氣缸，高速階段進排氣效率高、燃燒充分、扭矩大，但低速扭矩小。 總結來說： 低速發動機低速階段扭矩大，是因為低速發動機衝程長，運動慣性大，且曲軸力臂長。 高速發動機高速階段扭矩大，是因為高速階段進排氣效率高，燃燒後爆炸的能量大 低速發動機高速階段扭矩小，是因為高速階段低速發動機的進排氣效率低。 高速發動機低速階段扭矩小，是因為高速發動機衝程短，運動慣量小，且曲軸力臂短 從以上結論還可以看出：低速發動機加油門速度不容易上來，丟油門速度掉的也慢，高速發動機正好相反。
低速發動機和高速發動機 到底最高扭矩多少轉才是低速發動機，多少轉才是高速發動機？ 其實這個劃分的界限並不十分明確，但按照一般的劃分習慣，把最高扭矩轉速3000轉左右的發動機稱為低速發動機，3600轉左右的稱為中速發動機或者中高 速發動機，4000轉以上的一般就被劃分成高速發動機了。 還有一種劃分方法是以缸徑和衝程比來劃分：缸徑比衝程短的是低速發動機，缸徑和衝程相等或者基本相等的為中速發動機，缸徑大於衝程的為高速發動機。 以上都是指汽油發動機，本文所要探討的也是汽油發動機，柴油發動機不在討論範圍之列。 為什麼發動機還分低速和高速之分呢？什麼因素決定了發動的最大扭矩是低轉速出現還是高轉速出現呢？我們知道發動機的基本工作原理是汽油和空氣的混合氣體在 氣缸裡點火爆炸膨脹產生推力，這個推力由活塞傳遞給曲軸連桿，曲軸連桿再傳遞給曲軸，在曲軸和曲軸連桿的配合作用下把這種垂直上下的運動轉化成發動機曲軸的轉動，這個轉動的“力”再透過變速箱傳遞給車輪，推動車子執行。 那麼氣缸是圓柱型的，氣缸有兩個非常重要的引數：缸徑和衝程。以2.0L的直列4缸發動機為例，每個氣缸的容積是2.0L/4=0.5L，假設氣缸的衝程是 10cm，那麼氣缸的截面積就是50平方釐米，根據圓形的面積公式，算出氣缸的半徑是3.99釐米，直徑就是7.98釐米。我們就說這個發動機氣缸的缸徑 是7.98釐米，衝程是10釐米。那麼這兩個引數和發動機高轉速和低轉速的劃分有什麼關係呢？ 關係就是： 衝程越長，缸徑越短，發動機出現最大扭矩的轉速就越低，反之衝程越短，缸徑越長，發動機出現最大扭矩的轉速就越高！ 為什麼呢？ 很簡單，活塞在氣缸上下運動的過程，就好比一個人收回拳頭再發力打出去的過程，收回的幅度越大，打出去的幅度越大，攻擊的力度就越大。一個大直拳肯定比小 碎拳有力。 低速發動機的衝程長，好比打大直拳，高速發動機的衝程短，好比小碎拳，在相同轉速的情況下，大直拳比小碎拳有力，所以在低速階段，低速發動機由於衝程長， 活塞加速的過程比較長，因此比較有力，高速發動機就不如低速發動機有力了。 還有一個例子也可以說明這個問題：同樣的一顆子 彈，在槍管比較長的步 槍中發射就比在槍 管比較短的步 槍中發射的遠。發動機活塞也是類似的道理。還有，低速發動機曲軸力臂長，高速發動機力臂短，也是造成低速發動機在低速階段扭矩大的原因。 既然低速發動機低速階段有力，為什麼不都造低速發動機呢？ 這樣汽車起步不就快了嗎？ 問題來了：在低速階段，由於發動機運轉慢，低速發動機的氣門大小足夠發動機進氣和排氣了，但車子速度上來了，需要發動機轉速提高的時候，低速發動機由於氣門面積小，進氣和排氣效率就會降低，混合氣體燃燒的效率也會降低，從而降低發動機效能。這個現象也很容易理解：你用一個針管和針頭，先把針管推到底，然後慢速往下拉，讓空氣進入針管，慢速拉的時候很容易，並不費勁，但同樣的動作，快速拉的時候，你會發現很費力，因為快速拉的時候，針頭的直徑已經不能讓空氣快速的進入針管了，發動機也是同樣的狀況，慢速階段空氣進入氣缸很容易，高速的時候進不容易進去了，這個就叫做進排氣效率降低！ 既然進排氣效率降低，那麼有什麼方法提高進排氣效率呢？ 你一定想到了！ 對針筒來說，換一個大直徑的針頭，對發動機來說，換一個大直徑的氣門不久解決了？ 非常正確！ 但是呢，氣門在發動機氣缸的頂部，氣缸的直徑決定了氣門的安裝數量和大小，氣門都是圓形的，假設氣門的直徑是3cm,那麼直徑7.98cm的氣缸，最多能 安裝幾個氣門呢？如果是2.5cm,又能安裝幾個？ 有興趣的算一算吧。 要麼裝2個大一點的氣門，一個進氣一個出氣，要麼裝4個小一點的氣門，2個進氣，2個出氣，或者裝更多氣門，但無論怎麼安裝氣門，氣門的總面積都不會超過 50平方釐米, 怎麼辦呢？也許你說，簡單啊，增大缸徑啊！ 沒錯，增大缸徑可以安裝更多更大的氣門，但是呢別忘了，排量是有限的，排量一定的情況下，缸徑大了，發動機衝程就縮短了，發動機在一個做功週期內輸出的動力就小了。 這個是發動機設計中的悖理問題。要麼設計又細又長的氣缸低速階段進排氣效率高、燃燒充分、扭矩大但高速動力下降，要麼設計又短又粗的氣缸，高速階段進排氣效率高、燃燒充分、扭矩大，但低速扭矩小。 總結來說： 低速發動機低速階段扭矩大，是因為低速發動機衝程長，運動慣性大，且曲軸力臂長。 高速發動機高速階段扭矩大，是因為高速階段進排氣效率高，燃燒後爆炸的能量大 低速發動機高速階段扭矩小，是因為高速階段低速發動機的進排氣效率低。 高速發動機低速階段扭矩小，是因為高速發動機衝程短，運動慣量小，且曲軸力臂短 從以上結論還可以看出：低速發動機加油門速度不容易上來，丟油門速度掉的也慢，高速發動機正好相反。