汽车发动机转速和功率的关系

发动机是热机,靠燃烧热量做功,喷油量越大,燃烧释放的热量越高,发动机输出功率越大,通常的情况是,发动机转速越高,单位时间内累计喷出的燃料越多,输出扭矩越大、输出功率越大,但是输出扭矩和功率的变化并不只和发动机的转速有关,实际上还和发动机的负载需求有关,动力需求越大,为了维持发动机的运转,就必须要多喷油,因此,确切的说还与喷油脉宽有关。

发动机的空燃比是可变的

汽油在发动机内充分燃烧时,空气和燃油需要以一定的比值进行混合,进入汽缸中的空气和燃油的质量比就是发动机的空燃比。汽油发动机的理想空燃比为14.7:1,意思就是空气质量为14.7g、燃油质量为1.0g时,汽缸内的混合气实现充分燃烧,需要特别说明的是,这个空燃比实际上只是理论空燃比,实际上的空燃比并不是固定的,通常情况下,发动机的ECU控制空燃比的范围大约在0~25.5,也就是说不同的负荷下,喷油量有大有小,喷油越多,功率越大,喷油越少,功率越低,话说如果空燃比是固定的,那么发动机的输出功率则只和转速有关了。

发动机ECU根据节气门的开度控制喷油量

我们脚下控制的“油门”实际上并不是控制喷油量,而是控制进气量,控制节气门翻版的开度,开度越大,进气量越多,电喷发动机根据进气温度传感器、空气流量传感器、氧传感器形成一系列的“闭环控制”,可以根据尾气中的氧含量进行短期燃油喷油量修正,从而使发动机尽量处于理论空燃比附近,从而降低油耗。但是,在发动机并不是时时刻刻处于闭环控制,而在怠速、大脚油门急加速、低温运转等工况,发动机会处于开环控制,只根据进气量和发动机的转速、温度等信号通过ECU内固化的喷油量去喷油。

当发动机有较高动力需求时,会进行加浓喷射,输出功率会增加,而当发动机减少节气门开度,会降低喷油量甚至停止喷油,此时发动机输出功率会降低

当我们急加速时,发动机转速会提升,进气量增大,ECU判断有较大动力需求时,会进行加浓喷射,此时发动机的转速虽然不会立即提升,但是由于发动机内喷油量增加,燃烧释放的热量会增大,因此,发动机的输出功率也会增加。

同样,当我们以较高车速收油时,ECU判断没有动力需求,此时会减少喷油量,发动机输出功率会降低。

由于变速箱的存在,发动机转速不同,但是负荷基本相同

汽车以一定时速行驶时,所需要的功率是恒定的,挂上6档时发动机转速较低,而挂入3档时,发动机转速较高,但是由于负载是相同的(这里暂不考虑传动损失),因此,ECU会根据负荷需求自动调整喷油脉宽,实现恒定的动力输出需求,比如发动机在高转速时,喷油脉宽相对更小,而发动机在低转速时,喷油脉宽会更大。当然,由于传动损失,发动机在低档位高转速行驶时,动力损失较大,油耗较高。