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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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