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汽车知识小常识问答,汽车知识趣味问答

2024-10-31 20:28:52 17人已围观

简介1.趣味知识:狗尿会腐蚀汽车轮胎吗?2.为什么柴油动力汽车不宜频繁「急加速」?3.趣味汽车知识4.发动机扭矩重要还是功率(马力)重要?5.趣味冷知识:汽车轮胎花纹的奥妙6.电动汽车「NVH」为什么远超燃油车7.开空调为什么「怠速转速」会升高8.趣味科普系列 汽车活性炭罐解读趣味知识汽车盲区解决方式进

1.趣味知识:狗尿会腐蚀汽车轮胎吗?

2.为什么柴油动力汽车不宜频繁「急加速」?

3.趣味汽车知识

4.发动机扭矩重要还是功率(马力)重要?

5.趣味冷知识:汽车轮胎花纹的奥妙

6.电动汽车「NVH」为什么远超燃油车

7.开空调为什么「怠速转速」会升高

8.趣味科普系列 汽车活性炭罐解读

趣味知识汽车盲区解决方式进化史

第一阶段的盲区解决方式-「镜」

汽车除了两侧与车内的后视镜以外,还有三种观察镜是新手司机往往不了解的。

1、照地镜

2、沙板镜

3、眼睛

照地镜在车龄较高的SUV、MPV、轻客等车型上比较常见,这些车型都属于厢式车,尾门与后档车窗是近乎垂直的;通过后视镜可以观察到后档,那么在后档安装一个朝向地面的观察镜不就能看到后视镜的盲区了嘛。

这种照地镜会有些倾角,保证通过后视镜或扭头可以看得到,照地镜会使用大曲率的镜片,反射的图像虽然会有些畸变但还是可以判断路况的;只是这样的照地镜无法用于轿车,所以“眼睛观察”还是很重要的。

判断车尾盲区的方式并不难,在倒车之前总要先前进一段距离,过程中即可观察预计倒车的位置的路况;随后则是通过后视镜来判断倒车位置是否有变化,这是老式轿车唯一的倒车判断方式了。

目前仍有卡车使用车头照地镜,一般位于车头右上角或副驾驶车门上方;用于观察车头前方和右前侧的盲区,左前侧在倒车时只要伸出头去看一看即可。

「沙板镜」的应用也很广泛,货车的车头位置会有,早期的SUV和越野车也都会有,包括知名度很高的某些进口MPV至今也还有使用;沙板镜的安装位置主要是车头两侧,镜片尺寸较小但曲率较大,中心点朝向引擎盖的对角线位置,也就是斜向调整。

沙板镜的两侧会分别映射车头和前翼子板的盲区,这是最容易被忽视的盲区;所以沙板镜其实是很重要的,早期很多的车辆的后视镜也都是安装在这个位置,目的也是解决两侧车头的盲区。不过位置太远则对驾驶员的视力要求很高,观察后视镜、判断路况的效率是会受到影响的;于是后期的车辆都将后视镜放在车门位置,车辆只能自行加装沙板镜了。

不过这样的设计还有另一个优势,那就是便于手动调整后视镜的角度,在倒车的时候便于调整角度观察B/C位置的后翼子板的低位盲区;那么理想的组合就应该是车门位置布局后视镜、加上车头沙板镜,只是这样的设计会感觉有些奇怪。

第二阶段的盲区解决方式-「摄像头」

倒车影像是最早用于替代照地镜的智能配置,灵感来自“闭路电视”,也就是所谓的“监控系统”;在中控台位置安装一套带有显示器的摄录系统,在车尾安装一个摄像头,该系统的开关联动倒挡,挂倒挡的时候就能通过显示器看到车尾的场景。这要比后视照地镜更便于观察,可视范围也更大一些,尤其是在雨天的时候会更加清晰;所以倒车影像系统一经装车就风靡全球,之后配合倒车雷达实现“声画同步提醒”,至此车尾盲区再也不是问题了。

至于原车没有倒车后视系统的车辆已经越来越少,目前≥5万级别的车辆基本都有配备了;原车没有也可以后期加装,类型多种多样、避免广告嫌疑就不在这里讨论了。

全景影像解决了车头和车头两侧翼子板的盲区问题!既然能够在车尾加装摄像头,车头和后视镜的位置当然也可以加装;全景影像就是通过环绕车身的多个摄像头采集到各个角度的画面信息,之后通过系统拼合出“鸟瞰视角”,前后左右的障碍物都能清晰地看到了;而且高标准的全景影像是没有死角的,后视镜位置可以安装前后双摄像头,驾驶技术不够娴熟则观察影像不会出现漏洞。

同时一些车辆还有“倒车自动折叠后视镜”的程序,挂入倒挡后视镜片就会下翻,照射的角度是后轮盲区,有了这样的系统就能够做到真正无盲区了。

然而货车为什么不安装这套系统呢?

这个问题是很多汽车爱好者都比较在意的,有些集装箱车的货箱太宽,车头的后视镜有很大的盲区;如果安装全景影像则能避免很多交通事故的发生,但是全景影像系统的成本还是比较高的,货车使用的摄像头类型比较特殊,线束的消耗也比较大,安装这套系统势必让车辆的价格有所提升,所以车企一般不会将这套系统作为货车的标配。

其次则是一些牵引车的拖挂布线比较麻烦,极端情况下容易损坏线束,设计成本和用车成本都可能更高一些;货车只有可能通过机动车安全运行的国标要求强制安装该系统,否则还是会有大量的货车只能依靠各种镜。

行驶中的车头两侧盲区怎么解决?

倒车的盲区问题已经克服,现在最大的问题就是A柱遮挡,造成的行驶中出现的盲区问题;这个问题真没有什么好的解决方式,用透明材料打造透明A柱是不现实的,正确的解决方式只有两种。

1、摄像头屏幕

2、随动全景影像激活

透明材料打造的A柱很难保证结构强度,同时也会让车辆看起来非常怪异;但通过在A柱外部加装摄像头,A柱内部布局显示器,在转弯的时候只要拨动转向灯,A柱的环绕柔性显示屏就能显示出外部的场景,从而实现“现实场景+显示场景”的拼合实现A柱透明。

不过这样的系统只会让成本更高,使用柔性显示器的智能设备的价格都还很夸张,要包裹住硕大的A柱就很难控制成本了;所以这种方式可行但是还没有到能够普及的节点,那么现阶段可用的方式还是只能依靠全景影像。

有些车辆的全景影像只能在倒车时打开,但也有些车辆的全景影像和关联转向灯;比如摄像头采集到的盲区位置有道路标识标线或障碍物的时候,打转向灯就会打开全景影像,或者开关两次转向灯也可以强制打开,转弯结束后自动关闭转向灯的同时也会关闭影像。行驶中感觉两侧A柱有盲区则可通过全景影像来辅助识别,该系统使用初期会感觉有些别扭,但用习惯了也还是能保证行车安全。

至此驾驶盲区问题也得到了解决,下一步则可能通过柔性显示器来包裹A柱实现无盲区驾驶;不过安全驾驶意识还是最重要的,开车要学会“预判你的预判”,对可能接近盲区的车辆和行人的意图要有判断能力,否则还是有碰撞的概率哦。

趣味知识:狗尿会腐蚀汽车轮胎吗?

趣味知识:充满压缩空气的汽车轮胎怎么就「真空」了呢?

真空轮胎

无内胎充气轮胎俗称真空轮胎,这里的“空”的概念不是指没有空气,而是“空空如也”的概念。

指轮胎内部没有用作充气撑起造型的内胎,只是以看不见的压缩空气作为填充物,因为看不见所谓是空空如也的,在非科学严谨层面的一般理解中是“真的很空”。所以不用纠结“真空”与“真空”的区别。

“真空”设计有哪些优势呢?

1:有内胎的轮胎一旦被穿刺就会泄气。因为外胎与内胎之间并不是黏性结合,一旦被穿刺后即使穿刺物仍戳在外胎上,但是内胎在旋转至不与地面接触的位置后就会出现间隙,薄薄的内胎则会快速的漏气。但是真空轮胎则不会快速泄气,穿刺物戳进轮胎后会被各级加固层紧紧的约束在轮胎上,只要胎压不会顶出异物则仍旧可以实现一定程度的密封,泄气也会是比较缓慢的步骤。

2:汽车在行驶中车轮的转速是极其高的,在旋转中橡胶轮胎会产生极大地热能。如果是内胎轮胎则会造成热能进入内胎造成温度升高与压力升高,爆胎的概率会相当高;而真空轮胎则能通过轮胎本体将热能传导至轮毂,轮毂吸收热量后会通过底盘设计的导流气流进行有效的散热。这种设计能够降低长途驾驶时轮胎胎压升高的程度,驾驶安全等级会有很大程度的提升。

为什么柴油动力汽车不宜频繁「急加速」?

趣味知识:狗尿会腐蚀汽车轮胎吗

狗尿会腐蚀汽车轮胎吗?

汽车轮胎、狗狗撒尿这两件事物本没有任何关联,但奈何硕大的汽车也成为了狗狗们期望占领的领地,所以撒尿占地盘的习惯令车主们困扰不堪。

困扰的因素无非是认为狗尿会腐蚀轮胎,但实际除了尿液晒干后会留下些痕迹而影响美观以外,腐蚀真的是可以完全忽略不计的。

轮胎材质与酸性物质

汽车轮胎的主要材料是优质合成橡胶,这是一种耐腐蚀性比较强的材料。且通过碳黑等补强剂可以有效提升胎体的整体强度。

同时汽车使用的是子午线轮胎,也就是俗称的钢丝带束轮胎;在通过带束层与帘线层加固后的轮胎,其强度别说是狗尿、人尿都不会有因为腐蚀而爆裂。因为橡胶材质的轮胎与酸性物质的反应并不强烈,老化是更怕碱性溶液的。

汽车轮胎的耐腐性有过专业测试,在常温常压环境中将轮胎浸泡在浓度为3%的硫酸溶液中,经过28天的时间后,轮胎的断裂概率为≤17%。这说明了什么问题呢?——狗狗撒尿并不用担心的,因为狗尿中的主要成分如下。

水占比95%,1%无机盐,2%尿素,2%尿酸

只有尿酸才会对轮胎起到腐蚀作用,然而尿酸的酸性非常弱,是一种腐蚀性可以忽略不计的酸性物质。

重点:狗尿中也含有微量的氨。

而氨是一种碱性物。小狗会到处撒尿的原因也主要是因为氨气,这种气味会让狗狗误以为该物品被其他狗狗“撒尿占领”,于是总会习惯性的上去就是一泡。

那么这些氨会带来怎样的影响呢?试验的结果为30%浓度的氨水,在常温常压下浸泡轮胎28天,轮胎的断裂概率为≤18%。这是高浓度的氨水,小狗那一点点的氨同样可以忽略不计了。

小狗撒尿对于汽车轮胎的腐蚀性可以忽略不计。

在正常养护车辆时,使用的一些成分不明的轮胎蜡可能损伤程度会大太多。至于轮胎自然老化是因为温差、酸雨、高频形变的因素导致。

在轮胎没有经历过一泡尿的前提下,在使用四年左右后也会开始开裂;而有狗狗频繁撒尿的轮胎如果有室内停车场的话,轮胎开裂老化的节点很有可能是五年甚至更久。

趣味汽车知识

趣味知识:为什么柴油动力汽车不宜频繁「急加速」?

柴油动力汽车可以急加速,但并不适合急加速,为什么呢?

「柴油动力」汽车不宜急加速,这种用车理念早已在货车司机中成为共识。由于柴油发动机装备的汽车存在特殊性,所以很多人认为柴油车是因为载货过重或载人过多,为保证安全驾驶才养成了“温和驾驶”的行业习惯。然而这一因素并不是核心因素,真正决定柴油机不宜频繁急加速的原因为运行原理——压燃。

点火方式&功率

点燃式

压燃式

汽油发动机采用的是「点火引燃」,原理是利用高压线圈将电压按照「12V20000V以上」的标准升压,随即通过火花塞电出“电弧”引燃气缸内的混合油气。这种燃烧的方式要温和一些,因为“混合气”只需要利用压缩空气升高的温度达到「蒸发气态」的状态即可;那么在不考虑“自燃”的前提下则可以降低压缩比,这一比值的降低等于NVH(噪音/振动/声振粗糙度)的下降。

「压缩比」的概念:活塞从气缸下止点到上止点“扫过”的空间(容积),与上止点到顶端剩余容积的比例。压缩比越大理论上「活塞上止点」就会越接近顶端,气缸内空气被压缩的程度就会越大。汽油发动机压缩比小则空气压缩程度也会小,空气被压缩会产生高温,压缩比低则升高的温度只能满足蒸发“混合油气”——为什么要这么设计呢?原因是为了减小振动强度,下面来看一看柴油机的优缺点。

压燃点火=高强度振动

柴油发动机没有「点火系统」,燃油是依靠超高压缩比、通过高强度压缩空气产生高温,此温度足以直接引燃柴油,或者说可以让柴油“自燃”。而超大压缩比等于让「活塞无限接近气缸顶端」,混合油气在燃烧(化学反应)的瞬间,分子会极速的高强度运动(推动活塞往下运行)。分子的运动是无规则(方向/顺序的,那么在「压燃燃爆」的瞬间则必然产生强烈的振动,活塞在振动的影响下会与缸壁产生强度较大的磨损。

话归正题-知识点:内燃机转速越高则进气量与喷油量越大,空气中的氧气是燃油的催化(助燃)气体。燃油总量的增加与氧气的同步增加,可以在相同的时间内反应出更高的热能,也就是分子强度更大的运动与机体振动。柴油发动机因「压燃点火」本就有强烈的振动,想要保证机器的耐用性就要将转速控制在低范围内,正常代步转速仅仅为“2000rpm”上下——频繁急加速会如何呢?

总结:急加速等于瞬间拉高转速,也就是喷油量瞬间的加大造成「振动强度」的提升。柴油发动机频繁如此操作会快速缩短发动机的使用寿命,而且为了保护柴油机,在设计层面已经一定程度的“封印”了转速;这种机器在2500rpm左右即会出现扭矩的快速下滑,加速的“后劲”会非常的差。所以追求高速驾驶乐趣的汽车没有柴油车,各大竞技赛事中也几乎看不到;当然越野车的竞赛除外,因为柴油发动机具备低转速大扭矩的优势,适合的车型正是越野车与重载车型,供参考。

发动机扭矩重要还是功率(马力)重要?

全球普及率最高的悬架类型-麦弗逊悬架特点简述

麦弗逊式/麦花臣独立悬架是当今普及率最高的独立悬架类型没有之一,麦花臣是港车的称呼方式,在南方地区也有汽车爱好者如此称呼。这种悬架主要用于各类车型的前悬架,普及率之所以如此之高,原因有以下三点。

1:结构紧凑。

麦弗逊悬架只有三个核心部件,分别为螺旋弹簧、减震器、下三角形摆臂,其中弹簧与减震器总会是集成一体式;简单的结构决定了麦弗逊悬架不会占用很大的空间,而大部分家用代步车为节省制造成本并且实现轻量化节油,其发动机总会以前好横置直接驱动前轮为主。在小小的发动机舱内需要安装发动机、变速箱、蓄电池以及各种油液的管路,能各留悬架的空间自然是非常紧凑,这是麦弗逊悬架为什么会普及的核心因素。

2:非簧载质量小

所谓非簧载质量指悬架中弹簧下方部件的质量(重量),也就是俗称的簧下质量,概念为传动轴、轮毂与轮胎的重量。这一质量的大小直接决定了汽车的操控感与舒适性,面对频繁起伏的路面簧下质量小可以提升其响应速度;白话的解释则是弹簧下面的总重量低,面对起伏则能轻易的由下往上压缩螺旋弹簧,保证车身姿态不明显变化实现有效通勤。麦弗逊悬架配合刚度较低的螺旋弹簧,驾乘舒适体验往往不会差。

3:制造成本低。

上述两点的解释有一点片面性,因为级别更高的双A臂或多连杆独立悬架不仅能实现麦弗逊的同样水平,同时能以更多的摆臂约束前轮的各种运行姿态(角度),实现更精准的转向感与轮胎的抓地力。比如双A臂只是增加了一组位于上方的三角摆臂,操控感如去细腻的体验总是能感受到差异的;但多出这一个三角臂必然会提高制造成本,同时簧载质量(簧上质量)的变化则需要对整车平台进行颠覆性的调整,悬架小小的变化会大幅提升制造成本。

总结:

麦弗逊悬架的特点大致如上所述,不过不用认为麦弗逊就一定比其他类型的前悬架差,以百万级跑车911也在使用麦弗逊,只要调校有高水平则同样能实现理想的高标准。且大部分前驱家用代步汽车本就没有理想的操控感,因为核心总成均安装在车头位置,前轮承载的垂直压力过大会增加抓地力,后轮的垂直压力小则抓地力也会小一些;在这种状态下极限过弯很容易出现车尾打滑,横向作用力会更直接作用在后轮上。

那么在没有极限操控能力的前提下,麦弗逊与多连杆的实际体验差异也就没有那么明显了。而在不考虑悬架对操控影响的前提下,麦弗逊悬架则有结构简单维护成本低,前轮定位参数变化小无需调节注销内倾角和后倾角的优势;只要能满足用户需求,悬架的维保成本越低越好,所以麦弗逊仍旧适合大部分汽车。

趣味冷知识:汽车轮胎花纹的奥妙

汽车趣味知识 发动机扭矩重要还是功率马力重要

扭矩与马力(功率)的关系

发动机的扭矩重要还是功率重要,这个话题在汽车爱好者的圈子里争论了很多年了,然而有什么需要争论的呢?因为扭矩决定了马力同时也决定了车辆的油耗表现,如果对这一结论不能认同的话,那么就来看一看发动机马力的计算公式吧(Rpm×N·m÷9549)×1.36=PS

Rpm是转速单位,指发动机曲轴一分钟内的运转频率;N·m是扭矩单位,PS是马力单位。参考公式得出的结论简单明了,想要足够大的马力只需要提升转速或提升扭矩,亦或者两者同步提升。现在可以计算油耗了,但首先要理解发动机的油门踏板到底控制了什么,参考下图。

发动机的油门踏板控制的是节气门翻板开度,可理解为油门踩得越深则节气门开度越大;节气门开度大则进入发动机内部的空气量会增加,而进气量与喷油量要以14.7:1的空燃比调整,在比例固定的前提下则为进气量越大油耗量(喷油量)越高,这就是大油门等于高油耗的基础。

而大量的喷油等于消耗更多燃料产生更多热能,此时气缸内的势能推动活塞带动曲轴运转的速度则会增加,于是发动机的转速会越来越高,这是大油门能拉高转速的基础。

我们以主流的1.5T/1.5L/2.0L三台发动机进行对比即可。

①:1.5T发动机假设为280N·m峰值扭矩,并且能在1500~4000转之间持续输出。那么在2500转时输出的马力则为100马力,以此为标准作为参考标准。

②:1.5L发动机假设为140N·m峰值扭矩,只能在4000~4500转之间保持稳定输出。同样的100马力的需求即使按照140N·m的最大扭矩计算,其转速也需要达到5015转。

③:2.0L发动机假设为200N·m峰值扭矩,持续转速区间也按照高技术标准的4000~4500计算,100马力按照200N·m峰值计算,其转速需求为3500以上。

总结

马力的计算方式能充分说明决定车辆油耗与性能的基础,很多人认为的高功率最重要,殊不知实现高功率的基础是以大扭矩频繁的“出现”为保证。

比如F1方程式赛车以300多扭矩的扭矩加上接近2万转的高转速,同样能实现极高的车速;不过F1赛车为了提升扭矩也是绞尽脑汁,比如用60kw的电机做轻混系统(电机恒扭矩发力可补偿低扭),利用电涡轮加废气涡轮保证低扭强大,所以扭矩才是选车时需要关注的核心技术参数;简而言之在预算内选择扭矩最大的选项是没有错,当然也要保证车辆没有普遍性的质量问题。

电动汽车「NVH」为什么远超燃油车

趣味冷知识:汽车轮胎花纹的奥妙

汽车常用轮胎类型约有七种,普通代步车车型有三种,冠层花纹的纹路结构差异区别的主要是功能,也就是适配车型。

1:常规型HT公路胎(横纵交替花纹)

顾名思义HT轮胎适配的车型主要用在铺装路面代步,在这种路面驾驶车辆需要考虑到排水与抓地力两大因素。在雨雪天气中路面会有浅浅的积水,车轮高速运转在路面上会与地面形成一种类似于水膜的浅隔离,轮胎的摩擦力会出现40%~50%的下滑。想要提升抓地力则需要实现行驶中的即时排水,轮胎花纹的纵槽正是用以排水,并通过特殊设计的横向槽提升性能。

横向纹路主要用以正常天气中提升抓地力,通过冠层花纹块上的细密纹路增加行驶中轮胎形变的程度,在变形过程中与地面接触增加所谓的“抓”地力。HT公路胎属于均衡型公路轮胎,适合的车型包括轿车、SUV、MPV、轻客以及跑车,特殊的花纹设计还可以保证能够四轮对调使用,是实用性最高的选项。

2:南方地域多见的不对称花纹轮胎

所谓不对称指轮胎纵槽有多条但左右形状不同,特点多为内侧纵槽比较宽且横槽设计适合“抓水”,这一区域主要提升轮胎在路面积水时的抓地力,但是在干燥路面上抓地力偏低。外侧横纵槽的花纹与内侧不同,其作用主要为提升干燥路面的抓地力,在雨雪天气中会比较差。

如果说HT轮胎是以同一花纹样式均衡两种路面的抓地力,不对称轮胎则为通过两种设计的集成均衡抓地力,其性能要比普通均衡型轮胎更强,但是制造成本更高(价格更高)。同时不对称轮胎不能够四轮对调,只能任其自然磨损到需要更换,即使是轮胎偏磨严重也只能校正悬架解决。

3:单导向花纹轮胎

这种轮胎的花纹比较特殊,视觉感受就像是一种图腾或者箭头,指向前方且滚动方向只有一种。此类花纹设计的优点是滚阻很小,对于发动机输出扭矩的自损耗可以有效控制,一般为性能车使用。且单导向花纹的排水很强,对大马力性能车在湿滑路面的行驶安全性会有很大程度的提升。

单导向轮胎的优点就是这样,所以往往是后驱性能车或跑车使用,普通家用代步车即使有些性能也不建议换装。因为单导向轮胎的胎噪很大,对于主要追求驾乘舒适体验的小微型载客汽车而言只能起到反作用;同时单导轮胎由于滚动方向的固定,决定了四轮同样无法对调。

上述三种轮胎花纹是最常见的类型,其次还有以下几种特殊机动车使用的轮胎

AT全地形轮胎,其特点为胎冠花纹有不规则的块状组成,排水能力很差不适合铺装路面;但是在泥泞土路可以通过不规则的横纵槽提高抓地力,越野能力比普通HT轮胎好得多。

MT泥地轮胎,其特点为AT轮胎的放大,指块状花纹层之间的间隙进一步扩大,在泥地中的抓地力会非常非常的强;不过一旦轮胎黏上泥巴或在雨天公路行驶,失控概率则会很高。

纯纵槽花纹轮胎,其特点自然是排水能力很强适合在雨天使用,但是在干燥路面的抓地力很差,不过这种设计也能通过降低摩擦力同步降低噪音,这种轮胎往往适合低速车辆使用。

纯横槽花纹轮胎,特点自然是排水能力非常差不适合雨天的公路,但是在泥泞路面的抓地力又会很强;单纯纵槽与横槽轮胎可理解为低成本简配轮胎,适合需要控制成本的特殊车辆比如农机。

不同轮胎的花纹导向决定了轮胎的性能与适配车型,HT公路胎适合绝大部分汽车,选择只需要在这一类型中挑选耐磨型、精英型、运动型或均衡型;其功能顾名思义,特点为耐磨型不静音、静音型不耐用、均衡型属于“中等生”,应该如何选择以行驶里程与预算决定即可。

开空调为什么「怠速转速」会升高

趣味知识:电动汽车「NVH」表现为什么远超燃油车?

名词解释:NVH_noise vibration harshness,概念分别为噪音、振动、声振粗糙度。此项参数是衡量汽车综合品质的重要参考,同时也是汽车领域各大企业(包括供应链)的主要研发项目,一台汽车20%左右的研发投入会用于「NVH调校」。然而不论不如调校,主流的燃油动力汽车在「EV/PHEV」两类车型面前,其水平差异已经是天差地别了,原因在于发动机与变速箱类型的不同。

运行原理&NVH

内燃式热机永磁同步电机知识点1:Engine_发动机涵盖很多类型,不仅是燃油动力汽车装备的「内燃机」才叫做发动机。内燃机是一种活塞往复循环内燃式发动机,是通过燃烧燃油产生热能、通过热能推动活塞并带动曲轴运转,实现「热能机械能(动力)」的转化。分析燃油车NVH水平为什么差,其基础在于解析“热能为什么有推动力”!

知识点2:什么是燃烧?理论层面的燃烧是一种「氧化还原反应」,是燃油与空气(中的氧气)产生化学反应,在过程中各类分子出现“无规则剧烈运动”的状态。这种「运动」正是推动活塞往下运动的动力源,同时也是因摩擦而产生高热能的基础;不过这里的关键词并不是运动,而是无规则运动——运动可产生撞击,撞击可带来振动。

知识点3:NVH应该将振动放在首位,因为没有振动就不会有噪音。物体振动会因其环绕在各个角落的空气振动,连锁反应是引起「声波」;所以有振动就必然有噪音,内燃机在不断的燃烧过程中会产生“强烈且不间断”的机体共振,这就是拉低「NVH表现」的核心因素。那么电动机存不存在这种问题呢?其实真的没有。

电磁场&静音

电磁线圈永磁体悬浮轴承相比结构非常复杂的「内燃式热机」,电动机的结构可以说是再简单不过。核心的动力输出结构只有一根「悬浮」的转子,没有接触则没有摩擦与振动;高效的轴承不能否认存在运动与振动,但是数值相比内燃机也是低到可以忽略不计,结构特点参考下图。

电动机的运行原理很简单:动力电池将电流输送到发动机电磁线圈,随即线圈会以接近光速的标准形成电磁场。永磁体自然是有磁极的,两者互斥就能驱动转子运转而转化为动力了。能量转化的整个过程是「静态概念」,没有燃烧也没有振动,安安静静的运行会有效的提升NVH水平。不过这还不是电动机的核心优势,重点是「性能与平顺」。

知识点4:电流传输的速度仅次于光速,那么在踏下油门(电门)的刹那间,电动机就会形成电磁场。如果在起步时直接“地板油”的话,动力电池瞬间释放的最大电流则可以瞬间形成最强电磁场,也就是能在起步的“第一转”爆发最大扭矩。要知道燃油动力汽车用最高效的增压器,最大扭矩也要早1250rpm以后才能发力,这就是性能的巨大差异。

知识点5:普通代步汽车装备的内燃机的极限转速,平均值约为「6500rpm」。而电动机的极限转速可以轻松的达到「15000rpm」左右,由于电机不存在物理接触所以不用担心磨损,高转速也能静音——还要什么变速箱呢?内燃机装备多挡变速箱只是需要控制低转速,也就是利用不同的齿轮比,实现在不同的车速范围内将转速控制在中低范围(减磨)。而电动机无需考虑这一问题,直接利用结构简单但非常可靠的「单速减速器」齿轮即可;利用电机输出功率直接调整车速,这是最理想的“连续可变传输”(CVT)状态,只是齿轮结构的可靠性与使用寿命远超传统CVT而已。

总结:电动机与减速器组合的优势非常突出,只等「动力电池」制造成本逐步下探之后,高标准的电动与混合动力汽车能够更具性价比,燃油动力汽车退出历史舞台的节点也就到了。供参考。

趣味科普系列 汽车活性炭罐解读

趣味现象:汽车打开冷空调怠速会升高,原因是什么呢?

知识点:汽车冷空调系统的运行原理是解析上述问题的基础,其关键词为「压缩机」。冷空气不会平白无故的出现并进入车内,制冷的原理是为热空气“降温”,或者说利用低温物体吸收高温空气中的热能使其变成“冷空气”。这里所谓的低温物体指蒸发器,其温度的变化依靠“雪种”的形态变化。

01

雪种_概念解析

R134a_四氟乙烷

曾经的空调系统使用的是「氟利昂」,这种物质的制冷原理与四氟乙烷相同,但因泄露后会破坏臭氧层所以被禁用了。四氟乙烷是与HFC物质,是完全不会破坏臭氧层的,所以这种物质成为了国际通用的环保制冷剂。

基础参数:四氟乙烷的沸点为-26.2℃(零下26.2度)!概念是在寒冷的冬季也会沸腾蒸发,也就是成为气态。这是该物质能够作为“雪种”的原因,因为蒸发器的温度会始终在零摄氏度以上,是满足四氟乙烷沸点的;而某种物质在容器内蒸发则必然吸收容器的温度,蒸发器被吸热降温到接近零摄氏度,鼓风机将热空气吹过低温蒸发器则会降温。然而四氟乙烷的存量是有限的,所以雪种必须进行形态的变化。

02

循环_驱动

雪种在高压管路内如何运转?——压缩机是核心

气态的四氟乙烷会在压缩机的位置,在不开启「A/C」开关时压缩机是不工作的,此时雪种会是相对的静态状态,也就是空调系统不会制冷。打开开关后发电机会为压缩机通电,其单向离合器与带轮吸合后会开始运转;带轮是通过皮带与发动机曲轴连接,不开空调时为空转、开启后会通过发动机的驱动产生动力。

知识点:气态四氟乙烷的运动需要很强的推动力,压缩机自身的运转也存在阻力,所以在制冷时压缩机会消耗很大的能量——能量来自发动机通过皮带输出的转矩(扭矩)。

转速×扭矩÷9549=功率

功率×1.6=马力

内燃式发动机「怠速」的概念是“低转速运行·”,是踩油门能够直接加速、免去驱动操作的便利操作模式。怠速要克服的是发动机自身的运行阻力,以800rpm输出的马力只是克服了阻力使其自运转而已;而空调压缩机在开启后会消耗4.5PS左右的马力,其结果会如何呢?

假设:内燃式发动机不提高转速并开启压缩机,其怠速马力约为11PS左右,少了一“匹”都会造成动力不能克服阻力而熄火。压缩机直接占用了接近5PS,发动机则必然快速熄火。然而发动机有必须有怠速状态,所以就只能够通过「提高转速·提升马力」,升高转速实际是加大喷油量和进气量,以燃烧更多燃油产生更大能量为基础——补偿压缩机的消耗部分,或者说转速标准同时满足(怠速+压缩机)的马力需求,这就是开启冷空调系统转速必然升高的原因。

总结&说明:汽车热空调系统不会造成怠速转速升高,因为暖风的制热原理是利用「水暖」。概念为内燃机运行中必然会加热的防冻冷却液,在开启暖风后会流经暖风水箱并使其升温,温度升高后再将低温空气吹过高温水箱加热,送入车内即为暖风了。空调系统的鼓风机仅仅为几十千瓦,相比原车发动机1000/1500瓦的发电功率而言可以忽略不计,所以暖风系统不会提高转速而增加油耗,供参考。

碳罐是个什么东西?百度一下:碳罐一般装在汽油箱和发动机之间。由于汽油是一种易挥发的液体,在常温下燃油箱经常充满蒸气,燃料蒸发排放控制系统的作用是将蒸气引入燃烧并防止挥发到大气中,这个过程起重要作用的是活性碳罐贮存装置。

因为活性碳有吸附功能,当汽车运行或熄火时,燃油箱的汽油蒸气通过管路进入活性碳罐的上部,新鲜空气则从活性碳罐下部进入活性碳罐。?发动机熄火后,汽油蒸气与新鲜空气在罐内混合并贮存在活性碳罐中,当发动机启动后,装在活性碳罐与进气歧管之间的燃油蒸发净化装置的电磁阀门打开,活性碳罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管参加燃烧。

汽油是易挥发的燃料,油箱内的燃油会很快挥发增加油箱内部的压力,当压力到达一定值时就会产生一定的危险,所以人们就想法子平衡压力,起初是将油箱盖做成了限压阀,当压力高过某一值时,限压阀就打开,把汽油蒸汽排到大气中,后来出于节约燃料和保护环境的角度出发,设置的碳罐,碳罐内部由吸附性很强的活性炭填充,油箱中多余的燃油蒸汽不再排到大气中,而是有一根管子引入活性碳罐。是活性碳吸附燃油蒸汽,当汽车开动的时候,活性碳罐电磁阀适时打开,将吸收的燃油蒸汽重新倒入进气歧管,以达到节约燃油和环保的目的。

知道了碳罐是什么,以及它的工作原理和作用,我们就可以在一些故障发生时,分析是否与碳罐有关。比如:A、给油的时候车“咳嗽”,B、一些年头久的车车里有汽油味,C、加速的时候感觉没劲儿,D、发动机怠速不稳定,很可能都是碳罐惹的祸。

牛车实验室拆解过的车型中,很多车的碳罐的位置都不是标准的(油箱附近),我们可以简单的举几个例子看看,还是挺有意思的。

上图为吉利缤越车型的底盘构造,碳罐的位置是在油箱附近,此设计为大多数车型的通用方案,比较稳妥安全。下面列举几种另类的碳罐存在位置,安全方面可能会有某些的隐患。

东风日产第14代轩逸:

在车尾部我们发现了汽油碳罐,原本应该位于油箱附近,然而却出现在这里,有点令人不解。尾部一角显然是碰撞追尾的高危区域,虽然不会引发多么严重的后果,但碰撞到此处,会有汽油蒸汽泄露,严重时可能导致油箱内压力改变,车辆无法正常行驶。

华晨宝马新3系:

宝马一直把碳罐设计在车尾底部,比轩逸的位置更靠外一些。可能是由于采用了较大体积的碳罐,底盘也没有容身之处了。不过相关法规对于碳罐的规定,仅限于符合环保标准即可,对于其位置,并无任何要求。

上汽通用五菱宝骏510:

宝骏510的发动机舱内布局比较合理,还是可圈可点的,线束保护周到,机舱内散热空间较大。但是,就在不经意间,我们又发现了一个奇怪的东西,就是靠近防火墙的位置,居然出现了一个黑盒子——碳罐。这是为什么呢?在发动机舱内是有一定安全隐患的,一旦汽油蒸汽泄露,有可能引发火灾,而且碳罐距离油箱太远,会导致回收蒸汽的性能减弱。

小结:碳罐这个每辆车必备的环保装置,可能并不被大家所知晓,但是在出现故障的时候,它往往会引发一些列的发动机问题,经常会误导缺乏经验的修理技师,或者是被无良的黑店用来欺骗顾客。不妨多学一些简单好记的汽车技术知识,没准哪天就能用上了。

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