相信開過面包車的朋友們都會有這個感覺,油門踏板跟腳、動力隨叫隨到,恍惚間會有一種開賽車的感覺!其實面包車的排量普遍都不大,但是勁頭非常大。低速時只要舍得踩油門絕對會給你帶來驚喜,提速能力明顯強于家用轎車。這是怎么回事呢?面包車違背了能量守恒定律嗎?難道面包車用上里黑科技嗎?
不喂馬兒草想讓馬兒跑是行不通的,少吃飯多干活也是說不過去的。小排量的面包車力氣大是通過犧牲發動機轉速實現的,小排量發動機功率有限想要勁兒頭大那么就要犧牲最高車速。因此面包車載重能力強,勁頭大,但是跑不快。而轎車勁頭不如面包車好,載貨能力也不如面包車,但是轎車跑的快,油耗低。
而所謂的“勁兒頭”大小,其實并不單一的看發動機最大扭矩或者功率,而是看輪上扭矩大小。
內燃機爆發做功最終經過曲軸傳遞到變速箱、主減速器、半軸后才能傳遞到車輪上,這個傳遞過程就產生變數,不同型號的變速箱速比、終傳動的速比都是不一樣的,因此最后加載到車輪的扭矩也是不一樣的。我們看一下五菱面包車發動機參數:
最大功率只有63kw,最大扭矩只有108牛米。雖然發動機看著很弱,但是開過五菱面包車的朋友都知道,這玩意兒拉一噸貨仍然可以跑上100碼,而同排量轎車很難做到。其實這就是同過降低發動機轉速放大扭矩來實現的,就像千斤頂一樣,一個小朋友都可以用千斤頂把一輛支起來。千斤頂就是典型的犧牲距離來獲得更大的力,也是杠桿原理的變形應用。以前的小排量面包車為什么沒有轉速表?就是不讓你看到高轉速!例如最早的五菱之光發動機只有45kw:
最大扭矩只有85Nm ,工作時發動機轉速始終在3500轉/分以上,高速行駛時發動機轉速破5000轉/分也是正常的。就是因為發動機功率實在太小了,只能拉轉速來提高輪上扭矩。后期的五菱紅光采用大功率發動機后才配備了轉速表,大功率發動機自然不需要過大的減速比 因此車輛行駛時發動機轉速也相對低一些,轉速表看上去也沒有那么“驚人”了!
發動機輸出扭矩乘以變速箱傳動比、主減傳動比后才是輪上扭矩。因此想要獲得更大的輪上扭矩那么只要加大變速箱、主減速的傳動比就可以了!我們看一下五菱面包車變速箱傳動比:
一擋傳動比為3.857,如果發動機輸出最大扭矩為108Nm,一擋時變速箱輸出扭矩為3.857×108=416.5Nm。變速箱輸出軸并不是直接驅動車輪的,而是通過傳動軸輸出到主減速器:
經過后橋主減速器后才傳遞到輪胎,我們再看一下五菱面包車后橋主減速器速比:
可以看到最大速比為5.125,變速箱輸出416Nm的扭矩經過后橋減速后扭矩進一步放大,416×5.125=2132Nm,此時后橋輸出的扭矩已經達到2132Nm。而輪上扭矩越大則車輪牽引力越大,在整車阻力、整車質量相同的情況下輪上扭矩大則加速度也越大。
我們看一下排量接近的夏利N5發動機功率:
1.3L發動機最大功率67kw、最大扭矩120Nm,看著要比63kw/108Nm的1.2L發動機大一些,但是N5的提速能力與面包車相差甚遠。我們看一下夏利變速箱與主減速的速比就知道了:
一檔傳動比為3.09比面包車的3.857低一些,假如發動機曲軸輸出120Nm的扭矩,經過變速箱一檔減速后的扭矩為:120×3.09=370.8。主減速器速比為4.5,比面包車的5.125小了很多。因此半軸最終輸出扭矩為370.8×4.5=1668Nm。
可以看到,排量稍大一點的家用轎車夏利N5掛一檔時半軸輸出最大扭矩為1668Nm,而面包車一檔時半軸輸出最大扭矩可以達到2132Nm。2132-1668=464兩者之間相差464Nm,加速能力與載重能力自然也會不一樣。這就是面包車為什么排量小但是動力表現特別好的原因,是犧牲發動機轉速得到的。弊端就是最高車速要低一些,面包車設計車速在105-110km/h之間,而同排量轎車最大車速在170km/h以上。