汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
▍汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
当代汽车省油关键是缸内直喷和涡轮增压技术。直喷比歧管喷射节省15%,涡轮能提前获得高扭矩。 纳智捷u7耗油因为是岐管喷射。汽车省油是多种因素累加的结果,就像楼主说的可变气门,缸内直喷,涡轮增压,电子节温器,电子水泵,低张力轮系,低粘度机油,稀薄分层燃烧。摩托车追求玩乐,不长期使用。关键是市场需求没汽车大,竞争没汽车市场激励。摩托车电控技术精度与汽车还是有差距。国产与合资车有差距,如本田PGM-FI就比较省油,2005年cb1300,综合油耗5.5。2015年技术黄龙600油耗也是5.5升(德尔福系统)。这就是差距。宝马k1600,油耗4.5升。禁摩等大环境下摩托车市场远没汽车大,没一定销量情况研发成本就会显得很高,消费者没这个市场需求。因此厂家不投入资金研发。所有企业都是逐利经营。摩托车又追求“简单可靠”低故障率。因此这些汽车先进技术没运用到摩托车。以后慢慢会有应用,如本田有车型用双离合。精确电控,空气流量计,直喷技术一定会让摩托车更省油和增加扭矩。然而这一切都还不如加一个电机实现混动收益大。
▍汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
我以前也疑惑,1.5吨的汽车,2.0的排量的普通汽车,油耗大约8个油。
而0.2吨的摩托车,0.6的排量,油耗也差不多需要5个;
很明显,这之间有巨大的差距,很长时间我不能理解这里面的差距云因何在。
而且我问很多人,竟然没有一个人给我说清楚的···
在查阅大量的资料以及发动机的机械原理后,我慢慢明白,摩托车发动机和汽车发动机之间的巨大区别。
由于摩托车发动机体积限制,它缺乏一项非常关键的技术——可变正时气门;
可变正时技术,在汽车发动机上广泛使用,甚至有些发动机达到了连续可变正时;例如宝马的可变正时技术。
可变正时机构,就是发动机链条带动的这两个凸轮轴
可变正时机构能够根据发动机的工况,来调整发动机气门的开合角度,开合时间,来调整进气量。而连续可变正时能保证在任何时候发动机进气量合适。
这带来了发动机燃烧性能的巨大改善。
这套机构十分庞大,是无法在摩托车上使用的,并且有些发动机的可变正时还带有复杂的电控装置。
这在摩托车上是无法实现的,另外,汽车在排气管上有后氧传感器,而摩托车只有前氧传感器。
这导致,摩托车发动机的行车电脑,不知道自己的燃烧状况,不能像汽车发动机根据燃烧状况调整喷油量或者调整混合器浓度。
举个简单例子,电喷摩托车和汽车
两者在油门到一个固定的角度的时候,电喷摩托车喷油量是固定的····
而汽车发动机检测到后面混合器氧气浓度低的时候,会减少喷油量····
大约就是这么个意思。
即便是四缸摩托车,也不会采取这些技术,因为体积太大,这样一来导致摩托车无法调整进气,只能以固定的进气量,所以燃烧效率大大降低,只能提高转速。并且降低扭矩,汽车发动机的扭矩太大,摩托车HOLD不住。
所以,摩托车和汽车发动机的技术路线根本就不是一个样子。
我们可以更对比一下,伐木锯上的二冲程发动机,发现情况更恶劣。
燃油伐木锯,体积更小,其只能采用二冲程发动机,其油耗相比排量来说更大,少了两个冲程,废气排不干净,进气还有漏出,导致油耗猛增。
而另外一个汽油发电机的极端——燃油发电机上;
燃油发电机,也是四冲程发动机,也没有可变正时,但是它转速基本固定,一直都在最佳的运转效率上,所以相比输出电能,它的效率要比汽车发动机要好。
这也是很多电动汽车采用增程式汽油发动机的原因。
所以,不同使用要求,限制,导致技术路线完全不同。所以油耗就无法比较了。
▍汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
决定因素有三点
概述:
扭矩和马力的需求制造成本研发投入在燃油动力机动车阵营里,似乎是尺寸越小的车噪音越大,比如摩托车的噪音就远远大于汽车;为什么不能用汽车的发动机小型化之后用于摩托车,以提升摩托车的NVH水平和骑行品质呢?其实有不少摩友都有过这样的思考。然而细细琢磨一下就会发现这个想法有些不切实际了。
首先要知道的是燃油汽车的噪音并不小,感觉小的原因只是因为发动机被包裹在发动机舱,四周有翼子板和防火墙,只有朝向正前方的进气格栅是镂空的;声波通过翼子板、防火墙和引擎盖反射后传导至前方,有些会按照声学去设计发动机舱的车辆会更加科学的控制传导方向,那么坐在车里就不太能听到声音了。但如果打开发动机盖还是能听到很大噪音的,行驶中的噪音会更加夸张。
其次则是汽车的转速限制比较低,汽油机一般都在6500rpm以内,柴油机大都在4000rpm以内;加上传动比足够合理的变速器,车辆高速行驶时的转速也比较低。
摩托车的噪音大不难理解,发动机布局在油箱下面,两腿夹着的就是发动机了;摩托车为了考虑发动机的散热,机体都是裸露在外的,那么运行中产生的噪音就会从各个角度传导。其次摩托车的发动机需要有“低扭矩高转速”的特点,高转速运行很难抑制内燃机的振动,振动带动车身共振则整个车身都变成了噪音源。
理论上如果给摩托车装上“大扭矩、低转速”的汽油机,噪音倒是可以低一些,可是这也不是个现实的设定。
车轮抓地力扭矩这两个因素决定了摩托车发动机该有的特点,标准就得是“小扭矩+高转速”。
扭矩可以理解为加速时的“爆发力”,内燃机输出的动力还要经过变速器进行放大,可以放大好多倍;所以内燃机扭矩参数和实际车轮的转矩还有差异,车轮的爆发力更强,这就有问题了。如果摩托车使用了大扭矩的内燃机,流程就会变成:挂挡、加油、打滑、摔车……别说是小小的摩托车,汽车发动机的扭矩如果过大的话,即便用300mm宽的轮胎在起步时都会打滑,尤其是起步瞬间即可爆发最大扭矩的电动汽车,不过对于四轮车而言倒是一种驾驶乐趣,两轮车太容易摔车了。
综上所述,摩托车能够选择的内燃机的扭矩不能太大,其实功率也不宜太高;扭矩×转速÷常数≈功率,功率越高车速越高,中高车速区间的加速能力也会越强。摩托车的限速最高不过80km/h,所以普通摩托车是既不需要高功率、也不需要大扭矩的;一般的跨骑、弯梁、踏板都有这种特点,只有少数价格高昂的摩托跑车才会有低扭矩高功率的特点,但转速太高也决定磨损严重,这些车多少都会烧机油。
那么最后得出的结论就是摩托车所需要的发动机特点基本相同,这就不需要去投入更多的资金搞研发,不过真正核心的因素还是摩托车会逐渐被汽车取代;2021年摩托车产销量虽然还是上千万辆,但是汽车的产销量是超2000万辆的,汽车的保有量已经突破了3亿台。随着经济发展实现人均可支配收入的提升,能遮风挡雨的汽车必然会逐渐替代摩托车,摩托车最终会从主流通勤载具变成玩具,这种变化在经济发达的国家都在“进行中”。
所以企业更没有动力去投入过多研发高标准的内燃机,大部分摩托车制造商都在转型造汽车,知名度较高的摩托车品牌可参考本田铃木、鑫源斯威等。
摩托车一定不能变得“安静”了吗?话也不能说的这么绝对。电摩就很安静,电机在运行中没有爆炸燃烧、没有振动、没有高温,即便以上玩转的高转速运行也会非常安静;重点是摩托车的电机也能在起步瞬间爆发最大扭矩,所以扭矩也不宜太大。普通通勤电摩只需要是纯电动,如果想要高标准的、安静的、适合长途驾驶的电摩,实际上只需要给电摩加上增程器即可,增程器还用内燃机但不需要多高的转速,合理设计位置也能够有效进行隔音。
只不过有这种技术储备的车企对摩托车不感兴趣,毕竟制造成本偏高,造出来的摩托车太贵则市场空间会很小,没有必要浪费这个时间和精力,反之也造不出来高标准的增程电摩。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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▍汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
由于行驶条件的差异及各种技术要求,摩托车发动机的强化强度通常比汽车高3-4倍。摩托车车身轻盈,经常以最大功率或最大扭矩输出时的转速行驶,发动机温度不仅高而且磨损也较大。由此可见,摩托车的工作环境要比汽车苛刻得多。
▍汽车发动机技术能用到摩托车上吗?为什么?
实际上很多汽车上所应用的技术也在逐渐向摩托车普及,当然面对这个问题得从两个角度去看。我们用来和汽车做比较的摩托车具备什么样的价值,是万元以内或万元出头的经济型摩托车,还是对标汽车价格的5万元以上的摩托车?如果是后者,可以说也应用了很多汽车的技术。
所以说摩托车并非没有先进技术,只能说先进技术向下的兼容度、普及度不够罢了。入门级的汽车可以标配ABS、ESP,甚至是缸内直喷,至于歧管喷射早在20年前就已开始普及,也就是说配化油器的汽车早在20年前就开始淘汰了。而万元以下的摩托车,可能依然会看到化油器的身影,难道凭此就能说摩托车技术落后?
当然不能,只能说先进技术在摩托车领域中的普及度比较低。与汽车相比较,廉价摩托存在技术整体落后的问题,但关键是胜在便宜、省油(并非指燃油经济性)。思考问题时千万不能脱离市场环境,“需求”其实才是关键因素。消费者需要的是廉价、实用、省油的运载工具,而非所谓的先进技术。
技术与成本的博弈
应用于摩托车上与汽车对标的技术其实非常多(对标并不一定非得先进),比如ABS或ESP。早在上世纪的1988年博世就开发出防抱死系统ABS,之后没多久改良出适合摩托车使用的ABS,可以说这两者是同步开发出来的。至于摩托车所使用的ESP技术研发要晚一些,但在2013年前后也已经成熟。但有了这些技术就一定要用么?是不是也要考虑一款产品的受众群体所能承受的范围?
实际上咱们国内甚至全世界骑十几万元摩托的群体并不多,比如杜卡迪、宝马、川崎摩托在道路上能看到几辆?大多数摩托车主所骑的摩托都在万元或2、3万以内。那么增加个ABS、ESP、电喷需要提高多少成本?双通道ABS成本在3、4千左右,ESP的成本也差不多这个数,然后电喷加上这一系列技术后期进行的整合、调校、测试等等,成本要上升多少?
本来1万元以内的摩托车价格将会突破2万甚至更高,那么这个消费层面上的受众群体该如何去选择?能花10万元买手动挡车的消费者可能不在意多花1、2万买自动挡车,但能花1万元买摩托车的消费者绝对不会花2、3万买配齐ESP、ABS的摩托车,所以道理是不是很简单?当然如果放眼于那些十几、二十几万元的公升级进口摩托车,汽车上的技术应有尽有。所以考虑问题时一定要结合需求、市场、受众群体的承受能力。
摩托车发动机噪音为什么大?
很多朋友都有所疑惑,摩托车的噪音为什么那么大,是否是由于技术落后所导致的?实际上摩托车的噪音大是因为摩托车发动机外露没有被覆盖隔音板、隔音棉,所以摩托车的噪音才会那么巨大。这实际上与技术层面的高低没有任何关系,摩托车的确配备的是高转速发动机,高转速机高速运行时的声音的确尖锐刺耳,但传递到驾驶者耳中还剩下多少则取决于隔音部件的配置。
如上图所示汽车发动机舱结构,发动机本体被一层塑料盖所覆盖,上方有机器盖、机器盖上还会覆盖一层隔音棉,而前后左右则由其它附件、车身所包裹,甚至是底部都有一张发动机护板。所以发动机产生的噪音早已经被隔绝,尤其是汽车驾驶员坐在车身内部处独立的环境,同样会做隔音。所以即便是几十年前那些配高转速发动机的汽车噪音同样很低。
如上图中的摩托车,发动机直接暴露出来而无任何覆盖物。驾驶者并没有独立的封闭空间,而是直接骑在发动机的上方,发动机运行时所产生的声浪直接传递到空气中以及驾驶者的耳中而不会被任何障碍物所阻。如此即便是装个1.0T的汽车发动机,噪音同样不会小。实际上把汽车的机器盖、盖板、隔音棉、三元、消音器都拆掉,汽车发动机的噪音同样很大。
所以摩托车噪音大的原因并不是技术差、转速高,而是因为发动机外置、没有覆盖隔音部件,另一方面驾驶位也并没有采取与发动机隔绝的设计,离发动机那么近焉能感受不到噪音?所以对于摩托车的这种结构形式即便配上汽车发动机,噪音也不会小,甚至更大。同样如果大量覆盖隔音件,那么同样会提高成本,消费者是否会认可?还是那句话大多数摩托车用户看中的是经济、实用,而非先进技术。
摩托车能用汽车发动机么?
其实能把汽车的发动机用在摩托车上,如上图这辆拉扎雷斯瓦祖马V8M,所采用的就是台V8汽车发动机。当然这台摩托车在加上一个轮子、换个方向盘它就是汽车了,所以摩托车与汽车的分界线其实很模糊。可以这么去理解载荷越轻的汽车约趋近于摩托,反之载荷越大的摩托越趋近于汽车。而日常中常见的小排量摩托载荷很低,所以用不着汽车上强调扭矩特性的机器。
一台踏板摩托100公斤出头,一台1.0T的发动机都在100公斤以上,所以用汽车发动机其实并没有实际的价值。而另一方面摩托车的核心在于车架子,而发动机则是针对车架子去专门打造,摩托车想直接选用汽车的发动机是不现实的,除非有汽车厂家专门为摩托车专门设计,如本田、宝马等品牌旗下同时拥有汽车、摩托,所以它们往往能设计出各种排量的摩托车。
因为大多数摩托车的载荷都很低,所以对扭矩的依赖并不大,所以现如今主流摩托都是小排量、高转速发动机,从而获得最大的升功率。这已经成为趋势,降低转速、升高扭矩对摩托车并无实际价值,市场中这方面的需求也很低。总而言之摩托车应用的技术高低与否关键看受众群体的接受能力,如果有一天主要受众群体都能接受十几万元摩托的时候,那么汽车上所有的技术都会配备在摩托车上。
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