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樓主: jony3459590
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汽缸的問題....(馬力及扭力的相關討論)

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發表於 2007-6-2 12:47:37 | 顯示全部樓層
先看這篇,搞清楚"性能"到底是什麼  

http://family.saycoo.com/viewthread.php?tid=125796

剩下的稍晚再打
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發表於 2007-6-2 14:20:44 | 顯示全部樓層
上面那篇看懂了的話,再接著說

先看KTR150的性能

最大馬力是14.0ps/9500 rpm

最大扭力是1.25kg-m/7500 rpm

我們算出在最大馬力輸出時的輸出扭力值是0.943kg-m/9500rpm

現在,假設我可以讓ktr的扭力輸出曲線原封不動往後延伸三千轉

也就是變成 最大扭力輸出在10500rpm,1.25kg-m

如此一來,最大馬力就會出現在13500rpm,此時的輸出扭力一樣是0.943

那麼最大馬力就變成17.78ps

而CBR150r的最大馬力也是17ps (有另一說是21ps,眾說紛紜)

這樣我們就有一台跟cbr150馬力不相上下的KTR150了。


那麼... 該如何做?

我們要知道,馬力是當下引擎轉速與當下輸出扭力值的乘積

所以要有大馬力的兩個條件是,要有高轉速,還有在高轉速下仍能維持高扭力。


在這裡再回頭看看,扭力哪裡來?

扭力就是油氣被點燃爆炸產生的動力。

所以,想要有越大的扭力,就必須燒掉越多的油氣。

因此,排氣量是一個首要條件,排氣量越大,理論上來說每一次循環燒掉的油氣就會越多,自然輸出的扭力就會越大

不過如果限定排氣量都相同的情況下,是什麼影響了扭力輸出的高低?

答案是容積效率跟燃燒狀況。

燃燒的越完全,汽油裡的化學能就越能完全釋放,也就能換到越多的扭力

而容積效率更是重點中的重點

同樣是150cc的排氣量,因為種種阻礙與限制。每次被吸入汽缸裡燃燒的油氣不可能達到150cc

而容積效率是跟轉速有相關的

引擎在設計的時候無法兼顧所有轉速下的容積效率。所以勢必得折衷取一個合理值來讓容積效率達到最高點

這個最高點就是最大扭力輸出的轉速。

一旦過了這個最大扭力輸出的轉速,容積效率就會開始滾降。

而馬力值跟轉速與扭力都呈正相關

過了最大扭力轉速以後,因為扭力值下降,所以輸出馬力應該要下降

但又因為轉速上升,輸出馬力應當上升。兩造相乘,會讓實際輸出馬力值在超過最大扭力輸出後一段轉速域仍然上升

當過了某一個點後,因為扭力值大幅滾降,轉速上升的幅度來不及扭力下降,實際輸出的馬力就開始下降

這個點就是最大馬力的輸出轉速


那我們要怎樣讓馬力增加? 除了增加扭力外,就是讓扭力輸出的轉速往高轉移動

就像我一開始舉的例子,不提升輸出扭力,只讓扭力出現的轉速往高轉移動三千轉

就能讓ktr的輸出馬力從14p變為17p。

想達到這一點,我們要怎麼做?

簡而言之,就是改變引擎進氣容積效率,讓它往高轉移動

怎麼做?

增加氣門數量是一個方法,氣門越多,進氣阻力相對就會變小。尤其是在高轉速的時候

氣門開啟的時間變短,氣門數量增加就能讓高轉速時進氣的效率維持在較高的狀態。

另外由SOHC改為DOHC的設計,可以讓凸輪軸直接頂氣門,而不用透過氣門搖臂,氣門開啟的反應更直接,也有助於高轉的進氣效率

還有為了讓引擎能夠承受高轉速運轉,活塞必須輕量化,各部機件的平衡跟強度也必須加強

對了,凸輪軸的設定也有影響就是了


除了讓輸出轉速提高外,還有一個可以提升馬力的方法,也就是增加扭力

要增加扭力最直接的方法當然是提升排氣量,但是如果不提升排氣量,也先不考慮容積率的問題

那麼還有什麼辦法可以讓扭力大一點?

提升壓縮比就是一個方法。壓縮比越高,輸出扭力也會越高 (但是壓縮比不是越高越好啊~會出問題)

KTR的壓縮比是10:1,而CBR的壓縮比是11:1。

但是提升壓縮比以後,引擎的溫度就會上升,且暴震的情形會比較嚴動

為了抑制這兩個問題,就必須改善引擎的散熱。所以KTR只有自然空冷,而CBR用上了水冷

最後,燃燒室的形狀也會影響燃燒狀況,DHOC的設計可以讓火星塞放在缸頭的正上方,且燃燒室頂部可以設計成較理想的圓頂

相對SOHC的設計,火星塞必須放在旁邊,且燃燒室頂面的形狀也比較不那麼理想

這也會影響到油氣燃燒的狀況,使得輸出扭力會有差異。


講了這麼多,如果看得懂的話那也算你厲害了

再整理一遍的話

為什麼一樣是150CC的排氣量,CBR的性能比KTR好?

答案是最大馬力輸出的轉速跟輸出扭力不同

是什麼造成兩者會有這些差異

就在於CBR使用DOHC 4汽門水冷引擎,而KTR使用的是SOHC 4汽門空冷引擎。

再加上壓縮比 / 凸輪軸等的設定,最後還有引擎機件的精密度與輕量化

使得CBR的性能優於KTR

而為什麼這些設計有這些效果,就是上面那一堆啦。


當然,要把ktr弄成像cbr一樣有DOHC水冷,基本上是沒有太大困難的

只不過到時的KTR售價也會跟CBR不相上下就是了。
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發表於 2007-6-3 13:03:59 | 顯示全部樓層
原帖由 ddreamb 於 2007-6-2 11:52 PM 發表


請問可以將你在豹版的文章轉貼到K版以及狼版嗎?因為想收為精華文章,感謝!!


歡迎轉載
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4
發表於 2007-6-3 13:27:13 | 顯示全部樓層
原帖由 doraemonca 於 2007-6-2 11:52 PM 發表

真屌耶...
這位先進是從事什麼職業阿...
說得很專業~也很淺顯易懂~!
能夠說到讓外行人懂的才是真高手!:good: :kiss:


小弟目前在國防部任職,月薪5890。一天工作24小時,吃喝拉撒睡全包

有興趣請洽全省兵役課
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發表於 2007-6-3 13:52:18 | 顯示全部樓層

回復 #14 0919285513 的帖子

關於回壓的部份,我有不同的意見。

回壓並不是要讓排氣更順暢,回壓就是阻礙排氣的阻力。要最直通的確就是整隻排氣管不要裝最直通。

但是適當的回壓是必要的。進排汽門在設計的時候為了考慮到高轉以後的進排氣效率。

所以進氣門會設計提早打開,排氣門會延遲關閉。一早一晚的結果。進排汽門會有一段時間是同時開啟的,這段時間我們稱為汽門重疊角

當進氣行程進排氣門同時開啟時,由進汽門吸入的新鮮油器會有部份直接從排氣門排出

這樣會造成空氣污染,燃料浪費,而且容積效率也會下降。(吸進來的又跑掉)

而適當的回壓設定,可以在低轉時阻止廢氣的排出,也就可以擋住剛吸進汽缸裡的新鮮油氣使它不要直接排出。如此可以使低轉時的性能表現較好。

不過回壓的設定在高轉就會比較不利,因為排氣門開啟的時間已經太短,原本的廢氣已經來不及排出,還多了回壓在擋路。這也是為什麼會有直通管有利於高轉的說法。但是大家不能把回壓當做有跟沒有兩種。回壓是一種線性存在,回壓有分高低,再怎麼直通也會有回壓,只是差在多大而已 (這也是為什麼會有半直通這種說法)。這跟熱融跟非熱融胎的情況一樣,再怎麼非熱融的胎還是會融..拿火燒就融了。

這也可以解釋為什麼有些人改了直通管就會有放屁的現象,因為新鮮的油汽直接被排入排氣管,遇到高溫點燃就碰碰叫。
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發表於 2007-6-3 14:19:16 | 顯示全部樓層
接著說

以ktr為例,如果我不增加它的排氣量,也就是不改缸不拉行程,怎麼提升它的扭力/馬力?

提升扭力的方法。

增加容積效率 & 加強燃燒狀況。

後者比較容易,市面上一堆改裝高壓線圈,扭力加速器,高檔火星塞,或是一堆號稱可以讓油氣分子細緻化奈米化BalBal...

目的就是讓油氣在被點燃的一剎那,能夠燒的更完美更完全。如此就可以不浪費被燒掉的那些汽油。把汽油裡的化學能盡可能的釋放出來。

只不過我可沒有推薦安裝那些產品喔! 理論上如果真能達到那些產品宣稱的效果。那麼扭力是應當有所增加的。只不過有兩個部份必須考慮。

一是該產品是否真能達到它宣稱的效果。另一是,即使真的有這些效果,能夠提升的扭力有多少?

一如我常舉的例子,理論上一隻蒼蠅停在一艘航母甲板上,因為載重增加,這艘航母的吃水線應當要上升。理論上確實如此。但實際上呢?


容積效率的問題,其實主要就是改善進氣阻力

像是KTR空濾隔板,很多人都會把它切掉,目的就是為了減少進氣阻力。挖大進氣道/進氣門等也常有人在弄(多在改缸車啦)

諸如此類的方式可以改善容積率的問題。

我們應該可以這樣想

假設一顆排氣量150CC的引擎。如果容積率有80%,表示每次實際被吸入燒掉的油氣只有120CC

又這些被吸入的油氣,有90%被燒乾淨,剩下來不及燒就排掉了

那麼實際能發揮的效能就是108CC。這樣的說法有點詭異,不過拿來當做一個思考的方向是OK的。


最後我要再補充一點,並不是馬力越大就越好

以我最早提出的說法。如果我讓KTR的動力輸出峰值往後拉三千轉。

沒錯! 我們就可以創造出一台150cc 17ps的KTR了

但是請想想

這表示6000轉時才會有3000轉的扭力值。以後你起步要從6000轉開始,低於六千轉起步會抖

本來你習慣用6000轉巡航,現在要9000轉才會有一樣的扭力。

這樣的騎乘方式,對於市區騎乘是很痛苦的。因為你必須老是拉高轉才會有夠用的扭力

而且你的怠速要調到兩千五百轉,再低就會熄火。

這樣的噪音、震動跟油耗。請想像一下。你真的會喜歡嗎?
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發表於 2007-6-4 09:58:40 | 顯示全部樓層
原帖由 franksces 於 2007-6-3 08:35 PM 發表
請教幾個問題:小弟在ktr手冊上也看到了上述的數據,但是說真的,一般騎乘狀況(在市區市郊)大多是在轉速5000~6000會換檔...只因為感覺引擎聲音很大,似乎再摧油門就要散架...
1.據說ktr的引擎是高轉引擎,若平時較長時間都是在市區騎車,轉速常在4000~6000之間,對
車子本身有什麼不良影響嗎?ex容易積碳?騎一陣子很快就無力?
2.有沒有哪位網兄能提供一個"轉速-扭力輸出對照圖"??   這種東東可以讓小弟這種"低手"了解,什麼路況下,在多少轉速換檔是較合理的...
3.大約多少里程(或說多久時間)應該清化油器、拆引擎清理汽門、汽缸活塞積碳,更換活塞環(非指搪缸),以維持引擎的性能?這應該也屬於保養吧?只是僅看到大家提出改缸議題,用哪種機油較好?少見到清理積碳和更新活塞環的問題??


1.不會,積碳不是大問題,雖說猛操狂操的確比較不容易積碳,但是一般騎乘造成的積碳並不會對引擎有什麼大不了的傷害。

   甚至更有種說法是,輕微的積碳甚至會讓引擎的性能表現更好。提出這說法的理論是,輕微積碳會提高壓縮比(這倒是事實),而壓縮比提高,的確性能是會比較好。

  而積碳要積到引擎出問題,那通常是很久很久的事了,只要化油器調整正常的車種,應當都沒有積碳過於嚴重的問題。更何況我相信你不會永遠都不拉轉騎車。拉轉可以幫助積碳排除就不必多提了吧!

2.就算現在我丟一張KTR的扭力-轉速曲線圖上來,也很難說明要在哪個轉速換檔會比較適合。事實上只要你覺得可以換檔了就是可以了。

    一般會討論到最佳換檔時機,多半還是在於追求最大的加速性。這在理論上是計算的出來的。

首先我們要先有一張"正確"的扭力-轉速曲線圖。經由扭力曲線圖我們可以畫出對應的馬力曲線圖(其實馬力曲線圖在這裡沒什麼用)

接著我們要有這台車的一次減速比,二次減速比還有各檔的變速比以及後輪的實際周長。

算出各檔間的轉速差異。(譬如一檔五千轉換二檔會掉到三千轉,那一二檔的轉速差異就是兩千轉)

接著我們要用積分的方式,對扭力曲線圖的任一區間(區間是兩千轉),作積分 (就是微積分那個積分)

積分的取樣數越多越好,不過因為我們一開始的目標很明確,所以只要在最大扭力附近數千轉來做就好了。

找出積分值最大的那一個區間。該區間的上限就是該檔位的最佳換檔時機。

譬如經過數百組取樣積分,我由扭力曲線圖算出。6530~8530這一個以兩千轉為間隔的區間積分值是最大的

那麼在這個檔位下,8530就是最佳換檔轉速了。原理大家慢慢推敲應該能想得出來。

3.化油器心情好就可以清了,其他的沒有特地處理的必要,等出問題了再說。
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