高转速发动机与低转速发动机

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1、高转速发动机和低转速发动机（技术帖）网络上经常出现所谓高转速发动机还是低转速发动机好的争论，说发动机低转速好的一方强调其扭矩大加速性好的优点，而鼓吹高转速发动机好的一方以一级方程式赛车为例，反问为什么最高级的运动车用高转速发动机，而在争论的背后，还隐藏着一个拿不到台面的原因：到底是德国发动机好还是日本发动机好，因为一般的民用发动机来说，德国厂家广泛采用的涡轮增压强调低速大扭矩，而日本的可变气门发动机一般在扭矩方面比不上德国发动机，但是在功率标注上并不差于德国发动机。所以，说低转大扭矩发动机好的一般自然被认为是德粉，而强调高转速又被划分到日粉行列中去了。我们这个帖子不是研究日粉德粉

2、，而是希望创造一个讨论技术的好环境，让大家畅所欲言，探讨为什么采用涡轮增压和高转速两条不同路线。下面，首先向大家问一个问题：汽车变速箱的作用是什么？1.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。2.实现倒车行驶3.实现空档首先让我们来算一算，民用发动机的转速应当为多少合适：一般地，轿车的轮胎直径是600多毫米左右，拿日产的祺达来说，其轮胎直径是621毫米，这样，其轮胎周长是：3.14*0.621=1.94米，如果以祺达的行驶时速100公里/小时来计算，那么其轮子的转速为：100*1000米/60分钟/1.94米=859转/分钟！！！祺达开到200公里的时速（这不

3、可能，我们只是说明个道理！），轮子的转速也就在1700转/分钟左右。300公里时速轮子的转速也就是2600多转/分钟，我们一般都不能开到那么快，而且轮子直径一般都大于621毫米！所以，车开100多公里/小时的时候，车轮子的转速一般也就是1000转/分不到。我们一般的发动机最高转速都标称6500转左右，大大超过了这个数值，问题出来了，既然已经计算过了：一般用车时候，车轮子的转速很少超过1000转/分，那么发动机做到一两千转/分钟不就行了吗，为啥一定要高转速发动机？这就引出了另外一个概念：扭矩。什么是扭矩？按照物理定义：扭矩=转动半径X力在汽车传动轴上，以轮子圆心为中心，轮子半径X汽

4、车行进的阻力我们叫阻力矩，而发动机输出后经过变速箱输出轴传给车桥内驱动轴后传到轮子去的力矩我们叫动力矩，很显然，理论上说，汽车匀速运动时，阻力矩和动力矩是相等的，实际上，由于传动过程中的损失，动力矩要大于阻力矩。还是以祺达为例：该车的重量为1100公斤左右，对地的压力为11000牛顿左右，如果按照地面的摩擦系数为0.15~0.35计算，那么匀速行使的时候其阻力为1650牛顿~3850牛顿。这个时候，车子所受的阻力矩为：轮子半径X轮子阻力=0.31*（1650牛顿~3850牛顿）=511.5牛顿米~1193.5牛顿米，而我们从发动机查到的资料上看，祺达1.6排量的发动机最大扭矩为：

5、154牛米/4400转，显然，这远远小于正常驱动所需要的动力矩！那么我们怎么解决这个问题呢？问题回到原来了：汽车上的变速箱有什么用处？！变速是根据齿轮咬合原理，用直径不同的齿轮互相咬合，将转动机械的原来输出速度调整的过程。比如说，变速机的输入输出变比是1：5，就是说在变速机输入端输入的速度是1000转/分钟的话，输出端的输出是5000转/分钟。这时候，输入转矩和输出转矩的比就是相反的5：1，就是说：如果输入是100牛顿米的话，输出转矩是20牛顿米，这是变速箱转速提升的情况。如果变速箱转速降低的，比如说是5：1，就是说在变速机输入端输入的速度是5000转/分钟的话，输出端的输出是1

6、000转/分钟。这时候，输入转矩和输出转矩的比就是相反的1：5，就是说：如果输入是100牛顿米的话，输出转矩是500牛顿米，这时候变速箱转速降低转矩提高。汽车变速箱一般都是用来降低转速的。有了上面的结论，我们就可以得出以下的结论：汽车发动机的转速是能够满足直接驱动的速度要求的，但是不能满足直接驱动时候的扭矩要求。直接驱动就是不经过任何机械直接驱动车轮的方式。汽车变速箱的主要作用就是将汽车发动机发出的比较低的转矩提升，达到足以克服地面阻力矩的水平。经过发动机输出的力矩，传到变速箱后，扭矩增大，再传给车桥内的变向齿轮组（俗称“尾牙”），扭矩进一步增大，达到克服阻力矩的程度。变向齿轮组

7、的比例是一定的，一般为4：1左右，就是说将速度减为1/4，扭矩增大4倍。民用的变速箱最大变比为3.3:1左右。就是说，可以将发动机传来的扭矩增大3.3倍左右。这样，经过两级的扭矩放大，放大倍数就可以达到13左右，祺达1.6排量的发动机经过放大后的传到轮子的最大扭矩就可以达到：154*13=2002牛米，基本上就可以克服行进中的阻力了！！所以，汽车变速箱的正确叫法应当是：变矩箱！！变速箱是我们为了克服内燃机扭矩不足的问题，加的一个装置，这个装置是要有机械损失的，而机械损失的大小第一