大家好,我是雨棚。上个星期我写过一篇文章讲奔驰最新的Project One,很多粉丝对那个1.6排量却有六缸的发动机有疑问,都在问:每缸的排量不都是0.5L左右嘛?为啥1.6L的排量能做出个6缸出来?
为此,我拿出我吃奶的劲儿翻阅资料,发现百度能找到的基本都是“0.5L是内燃机每个气缸最理想的排量值”这种毫无论证基础的结论,而且充斥着一股五元一本地摊文学的“野史”气息。
所以,0.5L究竟是不是最理想的每缸排量?要搞清楚这个问题,先要从汽车设计的整个流程开始说起。(提示:本文有点烧脑,直接看结论可拉到最后。)
首先,一辆车的研发过程不是跟想去哪儿吃饭就去哪儿吃那么简单,一个厂商想要推出一台新车,一定是要知道这个新车的对手有什么或者说这个细分市场里消费者想要的是什么,正所谓知己知彼才能百战百胜。
假设,我是说假设,宝马在看到奔驰新E级刚推出的时候卖得这么火热,当然眼红对不。于是就开始准备新五系的研发过程(当然这个研发过程早就开始了,我只是假设),而且,同时发动机的研发也在进行或者已经完成,如果先研发车再研发发动机的话,一款新车的研发周期可能要延长一倍。
所以,只能在现有的发动机基础上找到适合新五系的解决方案,所以新五系不就用了那个B48/58系列对吧。
宝马高层看到奔驰E200L上的那个135KW最大功率的发动机,当即拍板,我们的B48发动机要超过它,于是一群高层跟工程师连夜开会定下了一个预定功率值。
知道了想要的功率后,这时候就要引入一个概念,叫BSFC,也叫每千瓦时有效功所消耗的燃油克数,因为这个BSFC的数值是能够解决出要一台发动机要花费多少空气跟燃油才能达到这个宝马的这个目标,这里有两条公式,看不懂的朋友可以跳过,只需要知道这两条公式是算出花费的空气跟燃油就对了。
花费燃油=BSFC X 功率
花费空气=花费燃油 X 空气跟燃油比例
那么这个空气跟燃油比例(A/F)究竟是什么呢?这是由各家工程师对自己的发动机标定的缸内油气混合比例,如果想要燃油完全燃烧,那么空气就要多一些,如果想要动力更猛,那么就要F多一些。但是在通常工况下,A/F比例都为1:1。
也就是说,所需要的空气也基本上由这个宝马工程师所提出的目标功率决定了。所以这又跟排量有什么关系呢!
因为!最关键的一部分来了!其实,每分钟进多少空气,跟排量是有非常大的关系的,他们的关系基本上就等于排量跟进气次数跟进气效率的乘积。
所以再假设一下,宝马高层跟工程师当晚决定:我们的发动机要在5500转爆发100KW功率。而根据经验总结得出的5500转的进气效率为86%。
所以,现在我们所有公式都得出了,最后的计算公式就是:
知道你们看不懂,所以直接给你们算出的结果为2.2L,也就是说,要研发出5500转爆发100kw功率的发动机,排量要为2.2L。当然这只是理想状态,还没加入许多其他的变量,我只是用这个过程来演示一下一台发动机是如何确定排量的,通过其他措施,要做到2.0L是完全可以的。
于是,有人又问了,这跟每缸排量有什么关系呢?
别急,最后一步了,在确定排量后,就剩下一件事就是确认缸数了。首先第一件事就是否决单缸跟两缸。
那么五缸呢?一般来说,2.0L左右排量的车定位都不会太高,而且如果用面积平摊车价,那么一个发动机舱可能比北京房价还贵,寸土寸金的地方要塞一个直列五缸基本是不可能的。
六缸及六缸以上呢?一般来说六缸要不V6就是H6,这种气缸排列结构需要更复杂的进排气结构,而且还会在发动机舱狭窄的情况下,进气阀门的面积也会有限制,这样就得不偿失了。
所以最合适的就剩下三缸跟四缸了不是?可惜三缸的平稳性一直都是一个很难解决的问题,不过最近三缸也慢慢开始在低端车流行了,将来如果不是直接被新能源代替的话,三缸应该会成为未来动力的主力。
所以,2.0L排量的话,只有四缸才是最好的解决方案。你以为其他厂商不想做一台 1.6L排量的6缸机器吗?只不过成本太高、寿命又太短。
除此以外,还有很多原因,比如世界上很多国家的排量税都是以0.5L为一个级别分级的,这里就不过多赘述了。
在看完这么一大篇东西后,如果你还是有点一头雾水的话,可以直接看这句结论:世界上本没有最佳单缸排量的说法,0.5L每缸的排量只是恰好因为成本控制问题与厂商避免消费者承担更多的税收而已。
各国关于排量税的规定
各大车厂设计出的0.5L每缸,只是恰好选中了消费者与厂商都能够得到满足的那个点,以至于某些厂商特意放出传言称每缸0.5L才是最佳排量,哪个厂商我就不说了吧。