摩托車發動機轉速過萬都不會壞,汽車發動機為什麼不行?

2023-09-07     愛車大家說

如果你騎過摩托車,那你一定要仔細看一眼它的轉速表。你會發現一個小小的單缸四衝程汽油機最高轉速竟然能輕鬆過萬。反觀我們的家用車發動機,紅線轉速普遍只有6000轉。

而且就算轉速超高,依然不影響發動機的壽命。很多摩托車給我們的印象就是耐用。比如農村地區就有許多二三十年車齡的摩托車仍然在繼續使用,車主大抵也不會給它們用太好的機油,甚至有些車好幾年也不換機油,但這些摩托車依然可以正常使用,展現出了令人難以置信的生命力。

而我們的家用車就不一樣了,最高轉速偏低不說,你要敢像摩托車那樣折騰,好幾年不換機油,那很有可能導致發動機撂挑子不幹。

為什麼摩托車發動機能擁有那麼高的轉速,而且那麼經得起折騰呢?其實這裡面有一部分類似障眼法的東西存在,下面我們就詳細聊聊這個問題。

1、摩托車發動機轉速高是不得已而為之

摩托車發動機轉速高並不代表技術先進,相反這只是排量太小不得已才這樣設計的,否則發動機將無法驅動一百多公斤的車身。

因為摩托車發動機排量普遍很小,比如我們家用摩托車常見的125CC,發動機排氣量只有125毫升,連可樂罐子的一半都沒有。這麼小的排氣量根本無法輸出充足的扭矩,這要裝到車上去肯定是一松離合就憋熄火了。

想解決這個問題就只能大幅度增加各個檔位的減速比,以此來充分放大這小的可憐的扭矩。但減速比增加的後果就是車速太慢了,如果只增加減速比而不提高發動機轉速,那麼摩托車可能連自行車都跑不過。

所以摩托車發動機只能設計成偏高的轉速,「動力不夠,轉速來湊」,摩托車把這條格言解釋得非常徹底。

2、轉速提高以後如何應對帶來的磨損呢?

都知道轉速越高磨損越大,汽車發動機紅線轉速只有6000轉,再往上去的話磨損就控制不住了。而摩托車有何能耐可以控制住磨損呢?秘籍有兩個。

首先是短衝程大缸徑的設計,在排量一定的前提下缸徑越大衝程就能越短。而衝程越短髮動機每轉一圈活塞運動的距離就短,這樣在相同轉速下可以降低活塞的線速度,從而降低活塞的磨損,比如上圖,最左側缸徑衝程比最大,相同轉速下這個活塞運動速度最慢。要知道發動機中活塞的潤滑是最有難度的也最惡劣的,只要活塞潤滑能搞定,那麼高轉速就不是夢了。

其次就是較小的承載力,因為摩托車自重都很小,比如常見的125跨騎摩托車,自重普遍在130公斤左右,最大扭矩10牛米左右。質量小所需要的驅動扭矩就更低,再加上各個檔位減速比又很大,所以發動機在驅動車輛時各個部位承受的力是有限的。

而汽車就不同了,自重普遍在一噸以上,發動機最大扭矩也輕鬆上百,再加上極速也更高,這就導致發動機在驅動車輛時各個部位承受的力會更大,摩擦自然也更大了。

3、汽車發動機為何不採用摩托車發動機的設計思路呢?

要知道發動機極限轉速越高,其性能就越犀利。那麼為何家用車發動機不採用摩托車的思路,也設計成高轉速發動機來提升性能呢?

原因很簡單,高轉速發動機主要是靠轉速來換取功率的,比如F1的發動機,1.6的排量能壓榨出上千匹的馬力,根本原因就在於超高的轉速。雖然排量小,扭矩不足,但高轉速下扭矩釋放頻率更高,整體功率就提升了。但這種設計的缺點也很明顯。

首先就是低轉速扭矩太小了,這對於賽車來說無所謂,畢竟它們在賽道上都是油門踩到底狂飆的,沒人會慢悠悠壓馬路。而對於家用車就不適用了,因為家用車要頻繁面對低速行駛工況,低扭不夠的話遇到個堵車就頻繁熄火,這車還怎麼開?

其次是油耗,因為燃油發動機是靠燃燒膨脹的力量驅動活塞來發力的,行程太短最直接的後果就是降低了燃料利用率。你想啊,燃燒後氣缸里壓力還很高,高壓燃氣正驅動活塞往下運動輸出扭矩呢,突然活塞就運行到頭了,排氣門打開,燃氣的壓力直接從排氣口釋放了,白白浪費。所以家用車普遍使用小缸徑長衝程設計,這樣在做功衝程活塞向下移動的距離更遠,燃氣壓力可以更多地轉化為扭矩,從而提高燃油經濟性。

所以說摩托車發動機之所以轉速高主要原因還是排量太小了,為了榨取功率只能選擇高轉速。而高轉速的技術路線最大的硬傷就是油耗太高,在注重油耗的今天,汽車發動機自然就不能使用這種設計思路了。

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