|
1 支撑性基础资料（来源：基础动力学、吉利官网及本论坛） 1.1 基本概念 扭矩： 扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当g=9.8的时候，1kg的重量为9.8N，所以1kgm=9.8Nm 发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。 功率： 功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是描述做功快慢的物理量。求功率的公式为功率=功/时间 发动机单位时间内所做的功叫做这发动机的功率。简单的可以理解为发动机的功率=轴输出扭矩*转数*系数（具体见说明） 说明： JL4G18发动机的扭矩为172Nm@4200rpm，表示引擎在4200转/分时的输出扭矩为172Nm，那172N的力量怎么能使1.49吨的GX7跑起来呢？其实引擎发出的扭矩要经过放大（代价就是同时将转速降低）这就要靠变速箱、终传和轮胎了。引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大（或在超比挡时缩小）再传到终传（尾牙）里作进一步的放大（同时转速进一步降低），最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某变速箱的1挡齿比（齿轮的齿数比，本质就是齿轮的半径比）是3，尾牙为4，轮胎半径为0.3米，原扭矩是200Nm的话，最后在轮轴的扭力就变成200×3×4=2400Nm（设传动效率为100%），再除以轮胎半径0.3米后，轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N，即800公斤力的驱动力，这就足以驱动汽车了（主要做功是克服摩擦力和风阻）。 若论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手动变速箱的机械效率约在95%左右，自动变速箱较惨，约剩88%左右，而传动轴的万向节效率约为98%。整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计算：扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率/轮胎半径 。 进一步说明： 为什么引擎的功率是由扭矩计算出来呢？ 功率P=功W/时间t，功W=力F×距离s；所以，P=F×s/t=F×速度v 这里的v是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度=曲轴的角速度ω×曲轴半径r，代入上式得：功率P=力F×半径r×角速度ω ； 而 力F×半径r=扭矩 得出：功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来 角速度的单位是弧度/秒，在弧度制中一个π代表180度
说了这么多，只想说明一点，发动力参数里功率其实是可以忽略的参数，重要的参数是扭矩及发生最大扭矩时的发动机转速和最大发动机转速。
1.2 JL4G18发动机介绍 发动机型号JL4G18 排气量(ml)1.792 最大功率(kW)/转速(r/min)102/6000～6200 怠速转速(r/min)800 红线转速(r/min)6500 气门数 16 发动机型式 直列四缸、四冲程、水冷、16气门、双顶置凸轮轴、连续可变进气相位VVT-i、电控喷油 最大扭矩(Nm)/转速(r/min)172/4100～4200 排放标准EU3 发动机净质量(kg)：117 外形尺寸(长×宽×高)(㎜)：631×610×620 发动机缸体材料：高压铝合金ADC12 缸径*行程(㎜)：79.0×91.4 平均有效压力(kPa)：1.187Mpa 升功率(kW/L)：57 压缩比 10:01 最大压力(kPa)：8 Mpa 升扭矩(Nm/L)：96 有效燃油消耗率(g/kW·h)≤260 怠速油耗(g/h)：236
1.3 JL4G18发动机曲线图 上部为功率（下曲线）-扭矩（上曲线）曲线图，下部为燃油消耗量（上曲线）及燃油消耗率（下曲线）曲线图  JL4G18发动机扩展性阅读：http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-989-15833064-1.html 变速箱原理扩展性阅读：http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-799-5786063-1.html
2 最佳动力体验下的操作
 2.1 最佳动力体验下的起步及行车 如上图，JL4G18发动机扭矩曲线图（上数下第一条曲线）最大的特点是有2个峰值，分别是（1）点和（2）点，（1）峰值出现在发动机转速2700转的时候，扭矩为161.5NM（最大扭矩的93.9%），而2700转-3200转为下行波，之后扭矩都相当线性，而达到4200转出现波峰值，即达到扭矩最高值172NM。 所以如果你想跟人比拼起步加速，那就不要犹豫，需要在2800转左右换挡，保持换挡后的发动机扭矩保持在2400以上的峰值附近，而在城市道路中，想保持相对低速下的高输出扭矩，就要将转速保持在2450-2700转，而2800-3550转是扭矩的一个波谷，应极力避免长时间在此转速区间内行车，因为此区间油耗增加，而发动机输出扭矩缺反而减少，唯一的特点是功率有所增加，多余出来扭力可以预留给发电机及空调使用所需的功。
2.2 最佳动力体验下的超车 如果在超车等极限情况下，就要极度的压榨发动机的动力，那么想爆发力，就要达到（2）点的峰值，就上4200转吧。在此过程中，你需要以最快的速度通过2800-3550转的峰谷，以达到172NM的扭矩，因此最佳的操作是降档超车，在车速的惯性下，快速的进入低一档位，同时深踩油门，进入3600-4200的上升曲线段，以获得强烈的推背感。 4300-5300转为发动机扭矩高筑平台，扭矩没增加的情况下油耗将有所增加，因此不太建议发动机长时间在此运行，更不要超过5300转行驶。
3 最佳节油状态下的操作  3.1 最佳节油状态下的起步及市区行车 节油状态下驾驶，其实是比较单一的，燃油消耗量为从上数下第三条曲线，基本为沿着X轴递增的线性曲线，值得注意的是燃油消耗量是在全负荷情况下测得的，其单位是（千克/小时），因此理想状态下，在较低转速跑最多的路就是最小油耗的状态，所以节油的理想操作是高档位低转速下行驶。 而在实际中则并非如此，在汽车起步时，发动机做功=轮地摩擦阻力（F）+汽车的加速度（g），（低速时F基本可以视为固定值，加速度g与发动机扭矩NM成正比），因此既要保证有足够的扭矩提供加速度(g)值，以便可以快速切入高一档位，又要保证发动机处于燃油消耗量较低的低转速状态。因此发动机曲线图引入了燃油消耗率(上数下第四条曲线)这一曲线。其含义为每小时单位有效功消耗的燃油量，单位以每千瓦小时的耗油量表示，是衡量发动机本身燃油经济性的最重要的指标。 燃油消耗率曲线图呈现U型状，发动机转速在2000转以前及3700转以后呈现上扬趋势，因此在2000-3700转范围内视作燃油经济区域。所以重点在此区域进行讨论。 节油工作状态应该是，起步时达到一定转速后立即切入高一档位，以换取速度的提升，而这个换挡转速怎么去定义？即发动机做功≥轮地摩擦阻力（F）+汽车的加速度（g），当地面摩擦力较大时（坑洼路面）或加速度牵引力较大时(上坡状态)，发动机需要较大的扭矩牵引力，因此可以将转速控制在2250-2450转（燃油消耗率曲线图2点中段），此时发动机扭力增速最快，足以牵引汽车达到一定的换挡所需加速度，因此可以进入高一档位。当地面摩擦力较小时（平整路面）或加速度牵引力较小时(下坡状态)，发动机需要扭矩牵引力较小，因此可以将转速控制在1900-2100转，此时发动机扭力已经满足牵引汽车达到一定的换挡所需加速度，因此也可以进入高一档位。有人会问为什么不以更低的转速进行换挡来换取更大的齿数比？答案是，在燃油消耗率曲线图1点前段的油耗/功率为较高值，因此，同样所耗的油量转换成发动机功率的效率最低，还不如继续才油门用以提升车速，因此不太适合长时间在此段换挡或行驶。 市区行车时，发动机转速也要尽量控制在1900-2700之间，因为1900以前用转速（踩油门）换车速要比以换挡换车速更经济，而2700是个分水岭，超过后扭矩与油耗成反比（2800-3550转，曲线3'） ，因此更不建议。
3.2 最佳节油状态下的超车 节油状态的前提下，降档成为不明智的选择，而高转速所需的深踩油门也是油耗杀手，因此 控制在扭矩第一次扭矩输出峰值是燃油经济性的最佳选择（在2700转的时候，扭矩为161.5NM），因为此时燃油消耗率曲线图2点内，落在燃油经济区域内，而4200转172NM的扭矩时，燃油消耗率在曲线图4点内，超出2点接近7，因此不建议。
3.3 最佳节油状态下的高速行车 根据JL4G18发动机曲线图数据化、JL-S170变速箱传输比通过基础力学公式测算，在5档下，不同时速下的理论油耗值（实验室状态）  上表的理论燃油消耗是发动机全负荷下的油耗，实际行驶中并无参考价值，但其在各个时速时的油耗波动及趋势是有参考价值的。从实验室单纯做功的状态下，理论油耗最低点是时速120KM/h的时候。 但实际中因风阻影响并非如此，静风时，车速100KM/h相当于27.85m/s的风速，按照SUV的风阻系数，我估计GX7的风阻系数在0.34左右（ 风阻系数=正面风阻力× 2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速平方)。查阅资料，当一辆轿车以80公里/时前进时，有60%的耗油是用来克服风阻的，速度越大风阻将呈指数函数曲线上升，风阻与车速的关系如下如：  因此推算，无风状态下最节油的行驶速度应该为90-95左右，在顺风且风速大于6m/s时（和风），最佳经济速度应该是100-110左右，而在逆风且风速大于6m/s时，最佳经济速度应该是75-85左右。不建议在70以下行驶，而120以上是风阻会大大增加，也会增加燃油消耗，且风噪及行驶风险也会增加，因此不建议。
风阻与油耗的扩展性阅读：http://news./2008/09/82661.html 凯越的速度与油耗关系曲线供参考，（因发动机及变速箱速率不同，油耗曲线有加大差异）  4 结论 1、JL4G18发动机是中高速发动机，在2700转4200转有2个爆发点，2200以下扭矩曲线图斜率比较小，动力输出较弱。5300转后有所下降。 2、JL4G18发动机2400转至2800转是第一个扭矩高筑平台，虽然平台较为狭窄，但可以为中转速下提供充足动力，行车时应充分利用这一平台。 3、从燃油经济性及动力操控平衡来说，2400转是最佳的操作转速；如果从燃油经济性考虑，1900转是不错的选择。 |
|
|
