功率是发动机的一个重要参数。许多人可能并不了解这个词的含意,但在日常生活中都经常碰到这个术语。功率表示了发动机单位时间做功能力的大小,即功率越大,发动机单位时间所做的功越多,反之亦然。 在摩托车行驶过程中,驾驶者拧动油门手柄,通过油门拉线控制化油器的节气阀开度,从而控制了进入气缸的混合气量,结果使驱动摩托车前进的扭矩发生变化。但是,只用扭矩一个参数来评价发动机的性能是不够的。这个原因也十分简单,因为扭矩的概念属于力的范围,由于扭矩使摩托车轮胎产生驱动力,驱使摩托车前进,在摩托车前进过程中,还会产生以下若干术语,即摩托车移动的距离、时间、速度等。 从表面上看,扭矩的单位和物理书“功”的单位相同,但二者是二个完全不同的概念,请务必予以充分注意。对于直线运动的摩托车来说,其功率和驱动力、移动距离及时间有关,对于转动的发动机来说,其功率和扭矩及转速有关。 当把1kg重的物体举起1m高时,对该物体所做的功为1kg.lm。功的概念和时间无关,例如无论是用1秒还是用1小时完成上述工作,二者所做的功都是相同的;对于摩托车来说,如果用一个月时间登上某个坡道也没关系的话,那么只用扭矩一个参数就能充分表示摩托车的性能。实际上当然不是这么一回事儿,因为同时也应表示摩托车的速度和加速性,所以必须使用功率这一术语。 最早提出功率概念的是英国人瓦特,他因发明了蒸气机而享有盛名。在使用蒸气机排出煤矿坑道中的积水时,他以马的动力为标准提出了功率的单位——马力,即在1秒的时间内,把550磅的水提高1尺所消耗的功率为1马力。这是英制马力,其代号为Hp。 目前,世界通用的功率单位是千瓦。但在日本仍然使用法制马力单位,所以本书也采用法制马力单位。法制马力单位使用范围较广,其代号为ps;标准规定1ps=75kg.m/s,即在1秒的时间内,把75公斤的重物提高1米所消耗的功率为1马力。同样可使用下式,用扭矩和转速来计算发动机的功率,马力(ps)=扭矩(kg.m)×转速(r/min)十716。下面再详细地介绍一下马力和扭矩的关系,以供诸位参考。 发动机的功率和扭矩及转速成正比。假设有一台摩托车,其发动机的扭矩为5kg.m,转速为5000r/min,通过变速器减速之后驱动摩托车的后轮旋转。如果减速比为5的话,则后轮的转速为1000r/min,同时后轮的驱动扭矩也扩大五倍,变为25kg.m。 设该发动机的扭矩仍为5kg.m,而转速升高为10000r/min,则后轮的转速相应地变为2000r/min,而驱动扭矩不变。其结果使摩托车的车速增加了一倍。 假设该摩托车的减速比为2.5,这时只要发动机转速为5000r/min,后轮的转速就能达到2000r/min;摩托车也能高速行驶。但由于此时后轮的驱动扭矩减小了一半,当摩托车的行驶阻力过大时,将使发动机的转速下降,摩托车不能达到所要求的车速。为什么会出现这种现象呢,因为这二种情况下的发动机功率不同。5000r/min的发动机功率为35ps,10000r/min的发动机功率为70ps。 上面讲的都是极端简化的铡子,但它所指出的原则十分重要。总之,为了提高摩托车的加速性,为了获得更高的车速,必须采用大功率的发动机。为了提高发动机的功率,只有二个途径,即提高发动机的扭矩和转速。 在摩托车行驶过程中,发动机并不能一直在最大功率点的转速上工作。例如摩托车处于某一变速档位,在发动机油门全开加速时,发动机转速急速上升,其变化幅度往往达到2000r/min或4000r/min。转速的变化幅度越小,说明该摩托车的加速性不好,摩托车速度不能提高。上面讲解了功率对发动机加速性的影响。除此之外,由于发动机的功率和转速有关,这就是常说的功率特性曲线(实际上也就是扭矩特性曲线),所以即使是二台最大功率相同的发动机,由于二者的功率特性曲线不同,这二台发动机的加速性也会大不一样。当然,如果发动机过分地追求大功率,必然强调高转速的扭矩,从而使低转速的扭矩变小,并使大扭矩的转速范围变窄,在小排量的摩托车发动机上,这种倾向十分明显。 如上所述,对于摩托车的加速性来说,最大功率固然重要,功率特性曲线的走势也十分重要。 ●最大功率 最大功率又叫发动机的额定功率。在油门全开的条件下,随着转速的变化,实测的扭矩值也在不断地变化。和最大扭矩的转速相比,最大功率的转速要高得多。因为随着转速的提高,扭矩虽然有所下降,但转速高得多,所以功率仍然比最大扭矩点的功率高。 一般,最大功率的转速比最大扭矩的转速越高,说明该发动机的扭矩特性曲线越平坦,扭矩随转速的提高下降得较慢。当然,排量越大的发动机,其最大功率也越高。 在日本为了减少交通事故,各摩托车生产厂家都对发动机的最大功率和升功率主动进行限制,具体限制规定如下。例如,不论发动机排量多大,摩托车发动机的最大功率均不得超过97马力。一般将运动摩托车分为二挡,过去规定250摩托车最大功率的上限为45马力,现在降为40马力,过去规定400摩托车最大功率的上限为59马力,现在降为53马力。由上述限制规定的变化,可以清楚地看到摩托车生产厂家所承受的社会压力。 从摩托车爱好者角度来看,大都认为摩托车功率大小和危险性无关。但从厂家来看,为了减少交通事故必须降低最大功率。就目前的技术水平而论,250ml的二冲程发动机 很容易达到70马力,但由于限制规定只能降为40马力,不得不说是一件极为遗憾的事。 在上述最大功率的限制下,各生产广家开始研制新的车型,以满足人们对摩托车的各种消闲要求。实际上,在驾驶摩托车时很少使用员大马力,而且只是高车速也不能使人产生多大的乐趣
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