車輛引擎與傳動設計參數, 選購最適合你個人使用引擎的車

小海

[前言]
之前談到選購機車的標準, 現在來看大家最有興趣的車輛出力部份.
這一部份我覺得重要性比不上懸吊與車架, 但是因為大家都很有興趣, 所以說一說.

*** 本文所有計算式都不含單位換算值, 若運用在比對上請自行確認單位**

[記號與定義]
扭力: 引擎在曲軸處量出的扭力.
馬力: 扭力 x 當時的轉速
V : 燃燒室(汽缸頭)體積
D : 汽缸直徑
L : 活塞行程, 也相當於曲軸旋轉徑
引擎出力 : Fe
尺寸 :
　D1~D6 為各齒輪的節圓徑
　　D1 : 曲軸齒輪
　　D2 : 變速箱引擎傳動端大徑
　　D3 : 變速箱引擎傳動端小徑
　　D4 : 變速箱變速端大徑
　　D5 : 鍊條前齒徑
　　D6 : 鍊條後齒徑
D7 : 輪胎直徑
離合器效率 : C = 80%~90% (起因於離合器片滑動, 與用料, 用油, 離合器片壓簧力, 還有引擎出力狀況)
輪胎接地效率 : T = 0%~97% (與輪胎, 地面狀況, 溫度, 還有最重要的, 出力狀況有關)
輪胎出力 : Ft

[重要公式]
由上圖可以看出 :

引擎的壓縮比 = (Pi x D^2 / 4)/V ------------ 公式一

- 說明 : 相同排氣量, 壓縮比越高的引擎, 出力越大 (擠得越緊, 爆得越兇), 當然, 也要有高科技的材料與供油管理才能做得到越高的壓縮比.

引擎扭力 = Fe x L
一次減速比 R1 = D2/D1 (凸輪軸減速比)
二次減速比 R2 = D4/D3 (變速比)
最終傳動比 R3 = D6/D5 (鏈條減速比)

所以,
輪胎面出力 Ft = Fe x R1 x (R2 x C) x R3 / D7
= 扭力/L x R1 x R2 x C x R3 /D7

而 輪胎傳到地面的推進力 = 扭力 x (T x C ) x ( R1 x R2 X R3 ) / (L x D7 ) --- 公式二

- 說明 : 改變傳動比中的各個徑可以改變引擎的出力狀況.經過減速後的機車, 假設一檔輪子轉一圈引擎爆炸出力十次, 二檔出力七次, 那當然一檔比二檔有力.

[ 轉速 ]
由公式二可知, 由引擎傳到輪胎是一連串的齒輪與滑輪傳遞, 車要跑快, 轉速要高. 但是引擎轉動的速度有上限, 因為 :

0. 車越快風阻越大, 總會有引擎推不動的時候...(廢話)
1. 轉越快機構磨損越高, 需要限制
2. 轉越快進排氣還有燃燒的速度要趕得上, 設計上有其上限.
3. 氣缸行程越長, 在進排氣動作間會有越多的出力空行程, 好處是相同轉速下出力大, 壞處是轉速相對的不易拉高.
6. 輪胎能承受的出力有其上限, 否則會空轉燒胎, 扭力太大的引擎必需要減速減很多才行, 要減速減多那減速端的齒輪要大, 慣性太高又會影響操控, 而且也太重拖又會降低轉速, 故有其上限.
7. 離合器有其耐磨的上限, 而太重的離合器簧用人力也很難打開. 省力裝置行程必長, 也不利操作.
7. 速克達傳動機件多且重, 且其普利盤與離合器碗公有其直徑上限. 變速範圍受限情況要兼顧低速傳動就必須對高速傳動比有更多的限制.大家應該有經驗, 就是紅燈後速克達一馬當先, 但是跑到60左右檔車慢慢超前, 最後速克達敗北, 為什麼呢? 因為速克達CVT的變速區間小於檔車, 所以在有力與高速之間, 必須有個選擇.
8. 速克達皮帶與檔車鍊條, 都有其耐力之速度上限

[ 扭力與馬力曲線的關係 ]
扭力測驗是在扭力機上測得的. 扭力機基本上是一個轉軸配一個離合器與磨擦輪或帶當負載, 曲軸輸出連動在轉軸上, 轉軸有轉速記錄器與扭力計. 發動引擎後, 離合器掛上負載, 就得到各種轉速下的扭力曲線, 扭力乘以轉速, 就得到馬力曲線.

由於不同扭力計的設計不同, 負載的加入還有機台慣性不同, 所以不同設計的扭力計測出來的馬力值是不可換算的, 這不是單位換算那麼簡單, 所以才有德制馬力與英制馬力的差別. 但是近來有ISO統一, 新車的比對機台與單位就統一了.

一台好的車扭力曲線應該是水平不隨轉速增加而改變的, 而馬力曲線則是與轉速成一個有角度的斜線. 也就是說, 不論高轉低轉, 出力相同的車就很好操控, 而且會跑得越來越快, 這就是 "引擎的線性度".

引擎出力不可能不斷維持, 因為在某些轉速以上, 進排氣流快到無法供給, 引擎就會喘不過氣, 扭力就會下降. 扭力下降到一定程度, 無法推進最高速非OD檔處的風阻, 就該斷油, 這就是最高馬力的設定. 當然, 考慮機件壽命, 有些車可能設計提早斷油.

設計比較差的引擎會產生低轉扭力低而高轉扭力高的情況, 甚至在某些轉速時產生最佳進排氣流, 引擎效率突然變很好, 而產生神經質的高扭力區間, 這類的車操控比較困難.

[ 不同引擎影響轉速 ]
車要快引擎也要轉快,由上段可知, 行程短的引擎轉速比較容易拉高, 但是相對的由於行程短, 每次燃燒氣體推一小段路就跑到排氣管了, 所以在低轉時出力就很差, 也就是說要轉速拉高才有持續的扭力疊加起來變成有力.

因此跑車一般是高轉設計的多缸車, 也就有了不正常的扭力曲線與神經質的加速域, 操控上也就很困難, 也更需要技巧來維持引擎隨時在最高扭力區.

相對的, 雙缸或單缸車由於扭力曲線比較水平, 所以操控上就比較容易, 轉速控制稍微偏離一點一樣還是很有力, 可以隨著騎士的個性, 可以玩出不同個性的操控法. 所以在山道上, 很容易就跑贏短行程的多缸車, 但是在直線賽道上, 就比不上高轉多缸車的尾速了.

當然, 隨時都有強大扭力的大排量多缸車在操控上也要特別注意, 不可誤以為轉速低就沒力而隨便操控導致被車甩出去.



[ 尾速推估 ]

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750709

哈....我想看看最後一部分

michaelrock

一定要推的         　　　　　　　　　　　　　　　　

空空ㄟ

想看秘密!!哈   我要看

88201031

我想看最後一部分阿～～

不能說得秘密＠＠？

tomdanny75

偷看一下:kiss: :kiss:

northbomb

真是寫的豐富呀，可以多學一點新的知識囉！謝謝

sorrypig0323

寫的真專業！
不過我比較想看隱藏的那一段...
哈哈哈~

冰漓雨

看得頭好暈
不知道隱藏的是甚麼~

苦茶

好知識要努力推...

iaN_Law

尾速尾速尾速 　趕緊來瞄一下0.0

欠南風

推一下！！尾速是重要低！！

Omi

受教了
偷看最後一部分XD

m123right777

我想看我想看呵呵呵

amax01471

哈哈想看最後一部份+1~~~