你知道吗,当你一脚油门踩下去,发动机转速飙到3000转的时候,里头的活塞每秒钟要上下跑50次。
50次,一秒钟。
这还不算完,每次活塞往上窜,火花塞就得点一次火,一秒钟就是50次爆炸在你的引擎盖底下发生。
很多人开了十几年车,从来没想过这事儿。他们觉得车嘛,踩油门就走,踩刹车就停,挺简单的。
但其实你脚下那台机器,复杂程度能把一个工科生逼疯。
就拿最基本的来说吧,发动机要烧油,对不对?但它不能光烧油,还得吸空气。
理论上讲,1公斤汽油要配14.7公斤空气才能烧得干净。你算算看,一台1.5升的发动机,跑到3000转的时候,每分钟得吸进去2250升空气。
2250升是什么概念?差不多是一个卧室那么大的空间。你的发动机每分钟要把一个卧室的空气全吸进去,再跟汽油混一块儿点着。
这还只是说理论空燃比。实际开车的时候,你猛踩油门,电脑会让混合气变浓,空气少点,油多点,劲儿才大。
松油门滑行呢,又会让混合气变稀,省油。这一套逻辑全是电脑在算,一秒钟要调整几十上百次。
所以你开车的时候觉得挺顺的,其实背后有无数次微小的调整在进行。
说到这儿,就得聊聊马力这个词了。
马力这个单位,是几百年前一个英国工程师想出来的。他发现一匹马平均每秒能把75公斤的东西提高1米,于是就定义1马力等于这个功率。
后来到了现代,大家觉得用"马"做单位不够科学,就改用"千瓦"了。1马力约等于0.735千瓦,反过来说,1千瓦约等于1.36马力。
但老百姓还是喜欢说马力,因为听着带劲儿。你跟人说"我这车120马力",大家都懂。你要说"我这车88千瓦",人家还得愣一下。
其实不管叫什么,本质都是功率,就是单位时间内发动机能输出多少能量。
马力大的车,理论上加速快,跑得猛。但这也不绝对,还得看车重、变速箱匹配、轮胎抓地力这些。
发动机本身,结构也是千奇百怪。
最常见的是直列发动机,汽缸排成一排。直列3缸、直列4缸、直列5缸、直列6缸,都有。
直列3缸现在越来越多了,省油,体积小,适合小型车。但有个毛病,抖。因为3个缸做功不连续,总有一瞬间没缸在出力,整台机器就会产生震动。
厂家为了解决这问题,加了平衡轴,效果好一些,但还是没法跟4缸比。
直列4缸是目前家用车的主力。做功顺序一般是1-3-4-2,四个缸轮流点火,动力输出连续,运转平顺。
丰田卡罗拉、本田思域、大众高尔夫,都是直列4缸。这种结构成熟,成本低,维修方便,老百姓认可。
再往上,直列5缸就少见了。沃尔沃以前喜欢用,奥迪也用过。5缸发动机声音很特别,有种低沉的轰鸣感,玩车的人爱听。
但5缸结构长,不好布局,现在基本被淘汰了。
直列6缸是个好东西。6个缸排成一排,天生平衡性好,运转特别顺滑。宝马3系、5系以前都是直列6缸,开起来那个舒服劲儿,开过的人都知道。
不过直列6缸也有问题,太长了,塞不进小车的发动机舱。而且现在都讲究省油减排,大排量自然吸气的直列6缸越来越少,很多都改成涡轮增压4缸了。
除了直列,还有V型发动机。
V6、V8、V10、V12,汽缸分成两排,夹角一般是60度或90度。这样能把发动机做得更紧凑,功率密度更高。
V6发动机在中高端车上很常见。丰田凯美瑞高配、本田雅阁高配、大众帕萨特顶配,都有V6版本。
V8就更高级了,奔驰S级、宝马7系、奥迪A8,还有美系的野马、科迈罗、挑战者,都爱用V8。
8个缸轮流做功,动力输出绵密,推背感强,声浪也浑厚。开过V8的人,再回去开4缸,总觉得少点什么。
V10和V12更是豪车专属了。兰博基尼、法拉利、迈凯伦这些超跑,不少都是V10或V12。
奥迪R8用过V10,声音简直能把人灵魂勾走。宝马7系顶配以前也有V12,劳斯莱斯幻影也是V12,开起来安静到你怀疑发动机是不是启动了。
还有更夸张的,W型发动机。
大众集团玩得最溜,W12、W16都造过。布加迪威龙就是W16,16个缸,4个涡轮增压器,马力超过1000匹。
W型发动机其实是两个V型发动机拼在一起,结构复杂,造价高,但功率密度极高,体积还能控制住。
普通人这辈子可能都摸不到W型发动机,但知道有这么个东西,也挺有意思。
除了这些常规结构,还有两种比较特殊的发动机。
一种是水平对置发动机。斯巴鲁和保时捷喜欢用。
水平对置发动机的汽缸是平着放的,左右各一半,活塞往外推。这样重心低,车辆操控性好,而且震动小。
斯巴鲁的森林人、力狮、BRZ,都是水平对置发动机。保时捷911更是几十年如一日坚持这个结构。
开过水平对置发动机的人都说,运转质感跟其他发动机不一样,很细腻。
但这种发动机也有缺点,横向占地方,不好布局。而且维修麻烦,换个火花塞都得把半个发动机拆了。
另一种是转子发动机。马自达曾经很痴迷这玩意儿。
转子发动机没有活塞,靠一个三角形的转子在壳体里旋转来完成吸气、压缩、做功、排气。
结构简单,体积小,功率密度高,高转速下动力输出非常猛。马自达RX-7、RX-8都用转子发动机,跑起来那叫一个暴力。
但转子发动机有个致命问题,密封不好,烧机油特别厉害,油耗也高。而且排放不达标,现在环保法规越来越严,转子发动机基本上已经退出历史舞台了。
马自达这些年一直说要复活转子发动机,但到现在也没见量产车出来。估计是技术上还有坎儿没迈过去。
说了这么多发动机,最后得聊聊汽油。
很多人以为汽油是直接从地底下抽出来的,其实不是。地底下抽出来的是原油,黑乎乎的,不能直接用。
原油要经过蒸馏,把不同沸点的成分分离出来。汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青,都是从原油里分出来的。
汽油是碳原子数比较少的那部分,大概5到12个碳原子。碳原子数越少,越容易挥发,燃点也低,适合做发动机燃料。
柴油的碳原子数多一些,大概12到20个。所以柴油不容易挥发,燃点高,得靠压缩点燃,不能像汽油那样用火花塞。
你去加油站,92号、95号、98号,这个数字指的是辛烷值,也就是汽油的抗爆性。
辛烷值越高,汽油越不容易提前燃烧,发动机压缩比可以做得更高,动力更强。
高端车、高压缩比的发动机,一般要求加95号或98号。你要是图便宜加92号,发动机可能会爆震,时间长了会损坏。
普通家用车,压缩比不高,加92号就够了。你非要加98号,也不会让车跑得更快,纯属浪费钱。
所以加什么油,还是得看说明书。厂家说加92,你就加92。说加95,你就别省那几块钱,乖乖加95。
汽车这东西,真的是集合了无数学科的智慧。
机械、材料、化学、电子、流体力学、热力学,哪一样都少不了。
你踩一脚油门,背后有几百个传感器在工作,几万行代码在运算,几千个零件在协同运转。
很多人觉得现在的车越来越没意思了,都是涡轮增压,都是小排量,声音也不好听了。
但你得承认,现在的车比以前省油、环保、可靠。以前那些大排量自然吸气发动机,虽然声音好听,动力线性,但油耗高,排放大,维修也贵。
时代在变,技术在进步。
或许再过十年二十年,内燃机就真的成古董了,大家都开电车了。
但在那之前,咱们还是好好享受一下这些机械的魅力吧。
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