同时速下发动机转速越低越好?你可能忘了热效率

继发动机的功率、扭矩之后,不少车主又开始比拼起“转速”来,倒不是说比谁的转速高,毕竟不是每个人都能开着BRZ上班,普通家用车转速红区基本在6000-6500rpm左右,有什么好比的?

所以,大家要比的东西刚好相反——同时速下谁的转速更低!

估计是听到了“同时速下转速越低越省油”的说法,不少人开始把譬如“我高速120km/h,转速只有2000转”挂在嘴边,反之,如果时速100km/h时转速就2200转往上了,脸上顿时无光。

还有一方面是受车企宣传的影响,如今的变速箱大多是8AT甚至是9AT、10AT,高速巡航时发动机转速甚至能降到一千多转,因此也就理所当然地与“省油”挂钩了。

那么,发动机转速的高低到底有何学问?

转速的高低与什么有关?

追寻发动机转速高低的原因,我们可以从两个方面入手:一方面是发动机本身在研发制造时的特点;另一方面是变速箱的匹配。

首先从发动机本身的结构特性来看,如果发动机的排量已经确定(如2.0L),那么车企这里可能有两种设计方案:“长行程、小缸径”和“短行程、大缸径”。

图中1为缸径,2为行程,3为上止点,4为下止点。

目前来看,偏向于长行程、小缸径的发动机是现在家用车上比较受欢迎的,因为它单次循环时可以产生更大的功率,不需要很高的转速就能输出不错的动力,配合涡轮增压后,它们通常更容易获得强劲的低扭。这样的低转速发动机虽然适合日常使用,但后劲往往不够强。

相反,短行程、大缸径的发动机,通常都是转速较高的发动机,它在低转速的时候显得有些无力,但到了中高转速区间,会给人动力源源不断的感觉,比如斯巴鲁BRZ,其2.0L发动机的最高功率在7000转时才出现,你如果以日常2、3千转的转速去开,那效果可能会比佛系还佛系。

另外就是变速箱的问题了,变速箱的挡位数和齿比都能影响发动机的转速。举个例子,通用9AT变速箱第9挡的齿比为0.62,而采埃孚9AT变速箱第9挡的齿比为0.48,如果不考虑其它因素,在发动机同样的情况下,9挡齿比更小的采埃孚在高速上容易实现更低的转速。

有人可能会问:既然可以压低转速,为什么不尽量把变速箱齿比做小一点、挡位数做多一点呢?别急,答案会在下文揭晓。

转速越低越好?

说转速越低越好的人,通常都是考虑到燃油经济性,认为转速越低发动机的负荷越小、喷油量越小,然而,在没有考虑其它条件的情况下就说转速越低越好,显然是不科学的。如果单看发动机本身,省不省油其实还得热效率说了算!你敢说发动机转速越低,热效率就越高吗?

根据设定的不同,每台发动机都有相应的最高热效率转速区间,倘若一台发动机的最高热效率为37%,那么它出现37%热效率的区间可能在1900-2200转左右,相反,在转速低于这个区间的时候,热效率反而会随之降低,所以你如果人为地把转速保持在1500转甚至更低,那么油耗反而更高。

所以,在发动机的最佳转速区间内,它才能够兼顾动力和油耗,当然还有NVH,如果你只是看到相同时速下自己爱车的转速比别人高就说是车不行,那无疑是荒唐的。

另外,变速箱为什么挡位不是越多越好、齿比越小越好?因为挡位数再多、齿比再小,发动机的扭矩功率跟不上也没用,变速箱的设计匹配不能离开发动机的出力特性,当然这点也十分考虑车企的功底。

然后就是合不合适、实不实用的问题,前文中提到的通用9AT和采埃孚9AT,虽然通用9AT第9挡的齿比稍大,但可以发现,它的1-4挡齿比更绵密,理论上中低速行车时可以更平顺;并且相比于采埃孚的9AT,它只有2个超速挡(齿比大于1的挡位),这意味着它可以更早挂上9挡,提早进入省油转速区间。

很明显,通用的9AT或许更适应国内情况,在城市道路,堵车是家常便饭,中低速区间的平顺性显得无比重要,而到了高速,我们的极限也不过是120km/h,如果车子时速上到110km/h以上了,挡位还是不能挂入9挡,那这变速箱和花瓶有什么区别?

相反,采埃孚的9AT可能更适合德国,它的1挡还真就是用来“打火起步”的,而到了高速区间,它可以拥有更多的动力储备,时速攀升的时候可以更从容、后劲更强。

高转真的会伤发动机吗?

最后,我们来聊聊“高转伤车”的问题,除了省不省油之外,不少人还担心如果转速相对高,会不会对发动机有伤害?

伤不伤车,就得看这个“高转”到底有多高了,一般情况下,家用车跑高速时发动机转速基本不高于3500转,这点苦发动机还是能吃的,6000转表底如果连3000转跑高速都承受不了,那只能说是发动机有问题。

但如果“高转”指的是5000转往上,而且还不是表底7、8千转的高转速发动机,那就要小心了,毕竟到了高转区间,活塞连杆、火花塞、气门等部件都在高频运转,又处在高温状态,磨损加大是难以避免的,偶尔踩几脚地板油没事,一般的车要用5000转来跑,就算发动机受得了,这噪音人也受不了吧?

所以,如果是正常开,我们真的不用太在意发动机的转速问题。另外,在高速上还是不建议人为(控制油门开合度)来压低发动机转速,因为这样不一定省油,反而还会影响车子的动力输出和动力响应,结果就是影响行车安全。既然是花钱买的车,开着舒心就好,与别人相差的那丁点转速,就随它去吧!