動(dòng)力曲線是很多資深車(chē)友判斷車(chē)輛動(dòng)力的一個(gè)重要參考。我們知道，即便時(shí)至今日，燃油車(chē)產(chǎn)品的動(dòng)力曲線還是時(shí)常有發(fā)布的，但新能源車(chē)卻基本沒(méi)見(jiàn)有車(chē)企發(fā)布和推廣過(guò)。這個(gè)狀況是階段性的還是以后也這樣了？一些心存好奇的朋友向我提出了這樣的問(wèn)題。
所謂動(dòng)力曲線指的是動(dòng)力輸出外特性曲線，也就是在動(dòng)力系統(tǒng)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（油門(mén)或電門(mén)到底）功率扭矩隨轉(zhuǎn)速變化而變化的特性曲線。本期來(lái)為大家解讀燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力輸出外特性曲線的性能差異，以及電動(dòng)車(chē)企業(yè)“忽略”宣傳外特性曲線的原因。
■ 燃油車(chē)企業(yè)為什么喜歡大力宣傳發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線
如果要用一句話來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題，那就是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)榕渲煤驼{(diào)校的不同，每款發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線都大不相同。而不同的廠商可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線來(lái)告知媒體和用戶，該款發(fā)動(dòng)機(jī)的性能取向。
因?yàn)樵陂_(kāi)發(fā)和調(diào)校燃油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，有很多性能矛盾需要平衡，要么針對(duì)低轉(zhuǎn)速區(qū)間優(yōu)化性能，突出發(fā)動(dòng)機(jī)的低扭——但會(huì)損失高轉(zhuǎn)速功率輸出，影響后段加速性能；要么針對(duì)高轉(zhuǎn)速區(qū)間來(lái)做性能優(yōu)化，讓發(fā)動(dòng)機(jī)能爆發(fā)更大的升功率——但會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩輸出偏弱；當(dāng)然也有喜歡取折中值得調(diào)校方式，讓各個(gè)轉(zhuǎn)速段的表現(xiàn)更加均衡。而這一切都可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線圖表達(dá)出來(lái)。用戶可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線圖來(lái)了解每一款發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出特性。
如上圖，自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于調(diào)校的不同，扭矩輸出會(huì)產(chǎn)生多個(gè)波峰波谷，這可以基于缸徑行程比、進(jìn)氣排氣疊加角以及進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度的匹配來(lái)調(diào)校出不同特性的扭矩輸出曲線。
■ 各國(guó)的車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線調(diào)校有著鮮明的本國(guó)風(fēng)格
以德國(guó)車(chē)為例，由于德國(guó)高速公路不限速，道路非常通暢，經(jīng)常要用極速在高速公路行駛，即便極速超過(guò)200公里/小時(shí)的車(chē)，都不能在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間霸占超車(chē)道，因?yàn)槌^(guò)250公里/小時(shí)速度巡航的車(chē)比比皆是。所以在德國(guó)開(kāi)過(guò)車(chē)的用戶就會(huì)很清楚，德系車(chē)通常需要調(diào)校出比較出色的極速性能，所以在同樣排量情況下，為了獲得更高的極速性能，就需要調(diào)校出更大的升功率，或者說(shuō)需要更優(yōu)化的高轉(zhuǎn)速進(jìn)排氣效率。即便早期的大眾車(chē)型，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)還在采用2氣閥設(shè)計(jì)，但極速性能同樣不含糊，第四代高爾夫的極速就要比同時(shí)代的即便采用4氣閥的日系車(chē)表現(xiàn)更好。
日系車(chē)為了適應(yīng)日本多山和道路限速的環(huán)境，往往極速都不是太高。由于多山就會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛需要頻繁上下坡，所以為了獲得更輕快的爬坡性能，往往發(fā)動(dòng)機(jī)的低扭輸出會(huì)比較出色，再配合較大的傳統(tǒng)比，雖然會(huì)損失一些極速，但無(wú)論在城市還是在山區(qū)都能適應(yīng)頻繁的起步和爬坡工況。當(dāng)然，這么做會(huì)損失一些極速性能，所以如果在德國(guó)的高速公路上開(kāi)日系車(chē)會(huì)非常難受，因?yàn)楹蠖渭铀倨＼?，極速也不是很高。這也是為什么日系廠商在歐洲銷(xiāo)售的車(chē)型都是專(zhuān)門(mén)針對(duì)歐洲特別是德國(guó)市場(chǎng)的所謂歐版，無(wú)論是在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校還是在齒比匹配上都會(huì)針對(duì)市場(chǎng)需求有所改進(jìn)。而這些都能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線圖上看出廠商對(duì)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的針對(duì)性調(diào)校。
如上圖，圖為渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線圖，由于采用強(qiáng)制進(jìn)氣，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都擁有一個(gè)比較寬的恒扭矩平臺(tái)
■ 哪些因素影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率扭矩輸出特性？
在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中，缸徑行程比是一個(gè)非常重要的參數(shù)，通過(guò)調(diào)整缸徑行程比就可以獲得不同的發(fā)動(dòng)機(jī)特性。如果缸徑行程比很大（缸徑遠(yuǎn)超過(guò)行程），那么可以視為一款偏高轉(zhuǎn)速調(diào)校的發(fā)動(dòng)機(jī)。保時(shí)捷911的自然吸氣水平對(duì)置6缸發(fā)動(dòng)機(jī)就是屬于大缸徑設(shè)計(jì)。而很多小排量大扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)通常需要采用小缸徑設(shè)計(jì)來(lái)提高低速扭矩。除此之外，進(jìn)排氣門(mén)的數(shù)量，配氣正時(shí)的調(diào)校，進(jìn)氣管長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)都會(huì)影響到自然吸氣燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)由于是強(qiáng)制進(jìn)氣，進(jìn)氣量相對(duì)穩(wěn)定，所以有一個(gè)很寬的最大扭矩平臺(tái)，通常是通過(guò)調(diào)校渦輪增壓器的大小和不同設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整最大扭矩爆發(fā)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速。
■ 電動(dòng)車(chē)的電機(jī)有什么樣的外特性曲線？
電動(dòng)車(chē)的電機(jī)動(dòng)力輸出的外特性曲線之所以不被廠商拿來(lái)宣傳，主要原因是電動(dòng)機(jī)的特性基本上千篇一律。雖然電動(dòng)機(jī)有功率扭矩大小之分，但外特性曲線的曲率幾乎都一樣。都是在起速之后會(huì)馬上達(dá)到一個(gè)最大扭矩平臺(tái)，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（低轉(zhuǎn)區(qū)間）擁有一個(gè)恒扭矩平臺(tái)，這也是電機(jī)能夠輸出的最大扭矩，過(guò)了這個(gè)臨界點(diǎn)之后扭矩會(huì)呈曲線不斷下降，直至達(dá)到最高轉(zhuǎn)速。
在電機(jī)保持最大扭矩輸出的轉(zhuǎn)速區(qū)間（低轉(zhuǎn)區(qū)間）內(nèi)，功率會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的提升而直線上升，當(dāng)達(dá)到扭矩衰減轉(zhuǎn)速點(diǎn)時(shí)，功率同時(shí)也達(dá)到了最大功率輸出，一直到最高轉(zhuǎn)速，都處于恒功率輸出狀態(tài)，并且始終保持著最大功率輸出。這個(gè)達(dá)到最大功率的轉(zhuǎn)速（也就是最大扭矩開(kāi)始衰減的轉(zhuǎn)速點(diǎn)）叫做基速。最高轉(zhuǎn)速與基速的比值叫做轉(zhuǎn)速比，這是電動(dòng)機(jī)除功率扭矩外最重要的參數(shù)?；僭礁?，那么在中高速轉(zhuǎn)速區(qū)間電機(jī)效率越高，但是最大扭矩輸出也越小，加速性能會(huì)受影響?；僭降停畲笈ぞ貢?huì)越高，加速非常迅猛，但高速能耗會(huì)上升，影響續(xù)航里程?；俎D(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)需要標(biāo)定的重要參數(shù)，除了標(biāo)定以外，不同類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)也會(huì)有不同的基速特性。交流異步電機(jī)基速比永磁同步電機(jī)低。所以同樣的最大功率情況下，交流異步電機(jī)的最大扭矩要高于永磁同步電機(jī)。
如上圖，特斯拉采用不同電機(jī)的同款車(chē)型，動(dòng)力輸出曲線都大同小異，每個(gè)電機(jī)都有一個(gè)恒扭矩平臺(tái)和恒功率平臺(tái)交界的基速轉(zhuǎn)速，因?yàn)楣β逝ぞ氐牟灰粯?，基速轉(zhuǎn)速點(diǎn)會(huì)有所差別，功率和扭矩輸出線性都十分接近。
■ 為什么新能源廠商不喜歡宣傳電動(dòng)機(jī)的特性曲線？
所以，了解完電動(dòng)機(jī)的外特性曲線之后就不難理解，電動(dòng)車(chē)的電機(jī)輸出特性都大同小異，只是最大功率和最大扭矩不同而已，另外對(duì)于不同類(lèi)別和不同調(diào)校的電機(jī)，主要是基速轉(zhuǎn)速不同而已。這些都可以通過(guò)參數(shù)來(lái)表達(dá)，不需要通過(guò)復(fù)雜的曲線來(lái)表達(dá)。但是對(duì)于燃油車(chē)來(lái)說(shuō)，特別是自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，很多地方的不同調(diào)校（如：缸徑行程比，進(jìn)排氣系統(tǒng)，配氣正時(shí)，點(diǎn)火等等）都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線的巨大差異。所以，與傳統(tǒng)燃油車(chē)不同，由于新能源汽車(chē)的電機(jī)曲線都大同小異，廠商無(wú)法從電動(dòng)機(jī)外特性曲線圖來(lái)表達(dá)性能的過(guò)人之處，所以也就沒(méi)有作為重點(diǎn)來(lái)宣傳。
