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发动机的扭矩是如何被逐级放大的

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发表于 2020-03-20 10:23

大家给自己的车做保养换机油,最怕的就是买到假机油。今天有一个网友说自己的车加了一年的假机油,最近才发现,担心假机油会对自己的爱车有伤害,想知道有没有什么挽救的措施。我不知道他所说的“假机油”究竟是怎么个假法。假机油也分为几大类,有普通品牌机油冒充名牌机油的,有低级别机油冒充高级别机油的,还有使用劣质的回收机油,净化后冒充新机油的。这几种不同的假机油对发动机的伤害程度是不同的,挽救措施也不同。

对于第一种假冒行为,普通品牌机油冒充名牌机油,这种行为对发动机的伤害是有限的。其实从本质上来说,普通品牌机油和名牌机油差别并不大,它们的润滑功能相差无几,主要的差别在于各种添加剂上,名牌机油的添加剂更多、质量更好,机油的附加功能更多、更好,比如清净分散性、抗极压能力、抗腐蚀性,等等。如果你的车只是日常代步,几乎没有激烈驾驶,普通品牌的机油其实也可以满足使用需求,用品牌机油可以满足汽车更高的使用需求,比如长时间高速高负荷运转等。所以这种假机油对发动机的伤害极小,你完全可以忽视。很多车其实一辈子用的都是这种假机油,没人告诉你你就永远也不知道。这种情况不需要对汽车做任何挽救行为,下次换机油时直接换成品牌机油就可以了。

对于第二种假冒行为,用低级别机油冒充高级别机油,最常见的就是用矿物质机油冒充合成机油,这种行为对发动机还是有一定伤害的。现在的很多发动机,精密度是比较高的,对机油的要求也比较高,普通的矿物质机油不能满足使用需求,一般都需要使用半合成或者全合成机油。一般矿物质机油的低温流动性不如合成机油好,高温粘度和高温高剪切能力也不如合成机油,所以这种使用低级别机油冒充高级别机油的行为,对发动机最大的伤害就是会增加发动机的磨损,并且这种磨损是不可逆的,不过如果运行里程不是很长的话,这个磨损也不会很大,对发动机的影响也是比较小的。此外,矿物质机油中的各种添加剂也不如合成机油多,换油周期也比合成机油短,如果长时间使用这种低级别的机油,会导致发动机中的油泥、积碳、漆膜等增多。这种情况下,最好是对发动机做彻底的清洗,然后再加入优质的品牌机油,运行一段时间后,发动机的性能就会有所恢复。不过由于发动机已经发生了不可逆的磨损,所以发动机的使用寿命会受到一定的影响。

对于第三者假冒行为,使用劣质的回收机油,净化后冒充新机油给发动机使用,这种行为对发动机的影响就非常普通的家用车发动机的最大功率一般在80~150Kw之间,最大扭矩一般在120~220Nm之间。但是你可知道,这个扭矩是无法直接驱动汽车行驶的。因为汽车在起步时的阻力一般在800Nm以上,如果是在坡路上阻力会更大,在匀速行驶时阻力也在300Nm以上,车速越高阻力也越大,所以发动机的扭矩根本就不够用!那么在这种情况下如何让发动机驱动汽车行驶呢?这就要利用传动系统来给发动机降速增扭,将发动机扭矩放大。下面我们就来说说发动机输出的扭矩是如何经传动系统一级一级放大的,四驱系统的扭矩放大又是如何实现的。

发动机发出的扭矩,是通过曲轴的旋转从飞轮端输出的。对于手动挡车型来说,这个扭矩首先由离合器来承接。离合器是没有扭矩放大功能的,它只能平稳的把发动机扭矩传递给变速箱。不过由于汽车的起步阻力远远大于发动机扭矩,所以离合器能够承受的扭矩也远远大于发动机扭矩,一般是发动机扭矩的1.7~2.3倍,也称为离合器扭矩储备系数。

对于自动挡车型来说,发动机扭矩由液力变矩器来承接。液力变矩器是有扭矩放大功能的,它可以把发动机的扭矩放大2~4倍,这个放大功能主要是由变矩器中的导轮来完成的。当汽车在起步时,发动机高速旋转而车轮不动,此时的变矩器中泵轮与涡轮转速差最大,扭矩放大能力也最大;随着汽车起步行驶,车轮的转速越来越高,变矩器中泵轮与涡轮的转速差越来越小,变矩器的扭矩放大能力也越来越小,最终达到等额输出扭矩。这也是自动挡车型可以轻松怠速起步,在起步急加速时车轮打滑的原因之一,也可以说自动挡车型在起步瞬间比手动挡车型更快,老司机应该都有这样的驾驶经验。此外,这种扭矩放大功能还可以让自动变速箱实现蠕行功能,而手动变速箱就无法实现蠕行。以上总结一句话就是:发动机扭矩在液力变矩器中得到了第一次放大。

发动机的扭矩从离合器或者液力变矩器输出后,就来到了变速箱。变速箱有MT、AT、CVT、DCT、AMT等几种类型,不论哪一种,它们的基本功能都是变速,变扭。它是发动机扭矩变化最复杂的阶段,变速箱传动比从十几比一到零点几比一,发动机扭矩在变速箱中既可以放大到原来的十几倍,也可以缩小至不足原来的一半。一般小轿车的一档传动比在4~5之间,也就是说发动机扭矩在变速箱中最多可以放大4~5倍。挡位越高传动比越小,放大的倍数也越小,挂入超速挡时发动机扭矩就不再是放大而是缩小了。总结一下就是:发动机扭矩在变速箱中得到了第二次放大。

发动机扭矩从变速箱出来后,就到了主减速器,也就是我们俗称的“尾牙”。普通的乘用车主减速器传动比一般在4~6之间,卡车和工程机械的主减速器传动比可以高达十几比一。也就是说,发动机扭矩在主减速器中被放大了4~6倍,这是发动机扭矩的第三次放大。有些卡车还有轮边减速器,它的传动比一般在3~5之间,将扭矩进一步放大,这就是第四级放大扭矩了。随后这些扭矩等额传递到车轮上,驱动汽车行驶。

由此可以看出,发动机从输出扭矩,到最终传递到车轮上,最多会经历四次扭矩放大,最少会经历两次扭矩放大。假设某款车型搭载的发动机最大扭矩是180Nm,手动挡一档传动比是3.8:1.主减速器传动比是4.3:1,那么最终传递到车轮上的最大扭矩为:180×3.8×4.3=2941Nm,远远超过了汽车的起步阻力。不过一般我们开车时都不会全油门起步,而是把发动机转速拉升到1500转时缓慢起步。假设发动机在1500转时可以发出100Nm的扭矩,那么此时传递到车轮上的扭矩为:100×3.8×4.3=1634Nm,也超过了汽车起步阻力,汽车可以顺利起步。如果是自动挡车型,扭矩还会在液力变矩器中进一步放大,怠速转速就可以克服起步阻力。

以上所述是对于两驱车型而言的,如果是四驱车型,还会有一个分动器进一步放大扭矩,这就是所谓的“低速扭矩放大器”。四驱车型一般有4H、4L、2H等模式,这些模式都是通过分动器来实现的。其实你可以把四驱车的分动器看做是一个只有两个挡位的变速箱,当分动器挂在空挡时,汽车处于两驱的2H模式;当分动器挂入高速挡时,汽车处于4H高速四驱模式;当分动器挂入低速挡时,汽车处于4L低速四驱模式,此时的发动机扭矩经过变速箱放大后,再经过分动器进一步放大后,再传递给主减速器。比如分动器低速传动比是2:1,那么从变速箱传递过来的扭矩就再次放大二倍后再传递给主减速器,这样传递到车轮上的扭矩也会是原来的二倍,汽车的驱动力进一步增强,此时的汽车处于越野能力最强的状态。

有人担心,挂入四驱后,汽车的前后桥转速不一致,会不会对汽车的四驱系统产生严重的机械损害?应该说这种担心是必要的,汽车挂入四驱,相当于把四个车轮刚性的连接在一起,如果四个车轮有转速差,确实会伤害四驱系统。不过汽车在设计时已经考虑到了这一点,一种办法是在分动器中安装差速器,允许前后桥以不同的转速旋转;另一种办法是前后桥有差速时,通过车轮的打滑来平衡转速差,不过这种模式是有限度的,前后桥如果转速差过大,就无法平衡了,所以一般四驱车型都不建议挂入高速四驱模式。

大了。这种回收机油除了基础油还有一点点润滑功能之外,其它的如清洗、防腐、减振等功能都几乎没有,润滑功能也极弱,所以使用这种机油,会很快造成发动机的异常磨损,比如缸套与活塞之间间隙增大,连杆瓦、曲轴瓦、曲轴磨损严重等。并且发动机积碳严重,油泥、漆膜巨多,甚至还会腐蚀油封橡胶,造成气门油封、曲轴前后油封漏油等。这种假机油对发动机的伤害是不可逆的,如果发动机因此而出现了烧机油、下排气增大、燃烧室积碳严重等故障,就只能大修发动机了。

从上面的分析可以看出,不论哪一种假机油,对发动机都是有一定影响的,只是影响的严重程度不同而已。并且这种影响一般都是不可逆的,所以大家都对假机油深恶痛绝。不过我们想辨别假机油却很难,因为机油的很多性质是无法用肉眼可以观察到的,只能通过化验的方法去鉴别,这对我们普通消费者显然是不可能的。那么我们该如何避免买到假机油呢?在中国现实的机油市场中,机油的真伪主要是通过渠道来保证的,只要从正规渠道买到的机油,比如各品牌机油在当地的专营店,一般不会有假货。而从一些路边小店、汽车配件市场、网点等渠道买到的机油,真伪就无法保证了。

[本帖最后由 好奇宝宝i 于 2021-02-02 17:25 编辑]