同款發動機如何通過調校達到巨大的動力差異?

今年的F1揭幕戰本田號稱只使用了六成的發動機動力,但同一台發動機是怎樣做到巨大的輸出差異的呢?


@Long Yu 的答案介紹了一些發動機控制的基本原理,大部分正確,發動機控制大致就是這幾個方面了
以下稍作補充

分析發動機的輸出功率,可以套用(燃燒之後)氣缸內壓力Pme的近似公式


簡單解釋一下,

lambda 為空燃比
lambda L為充氣效率
Lmin為每千克燃料最少需要的空氣量(是個固定值)
be是指當前每做一焦耳功所消耗的燃料

而最終的發動機所輸出的功率Ne由以下公式所得

n為發動機轉速,na則為發動機實際做工次數,對於四衝程機做功次數為轉速的1/2,排量VH


那麼很顯然,對於同一款發動機,排量VH是不能變的,所以我們可控的參數有

  1. 轉速
  2. 噴油量
  3. 過量空氣係數(通過換算空燃比得到)
  4. 充氣效率(實際進入氣缸中的空氣質量/進氣狀態下進入氣缸中的空氣質量)

所謂進氣狀態則是指在空濾器之後進氣管內的空氣狀態

而F1賽車中,使用的是傳動比固定的有級變速,在相同的車速、相同檔位下,發動機的轉速也是相同的。如果不考慮更換變速箱,那實際可以控制的參數只剩下三個:

  1. 噴油量
  2. 過量空氣係數
  3. 充氣效率(實際進入氣缸中的空氣質量/進氣狀態下進入氣缸中的空氣質量)

下面來看一些圖表,這樣可以更直觀的認識調整這些參數的效果

這張圖中,可以清晰地看到,過量空氣係數低(空燃比低、濃混合氣)則可以提供更高的發動機功率,過量空氣係數高(空燃比高、稀混合氣)則相反。所以控制發動機最基本的就是調整不同轉速、不同油門開度的噴油量。這就是被稱為噴油map的圖表。

這張圖中,可以清晰地看到,過量空氣係數低(空燃比低、濃混合氣)則可以提供更高的發動機功率,過量空氣係數高(空燃比高、稀混合氣)則相反。所以控制發動機最基本的就是調整不同轉速、不同油門開度的噴油量。這就是被稱為噴油map的圖表。

它實際表示的就是存儲在ECU中的數據,在特定的油門開度、發動機轉速下,電控噴油器的工作時長。對於自然吸氣發動機,噴油量與空燃比的控制是相關聯的,多噴了油則是濃混合氣,反之亦然。對與增壓發動機,噴油量與空燃比也有一定的相關性。所以

它實際表示的就是存儲在ECU中的數據,在特定的油門開度、發動機轉速下,電控噴油器的工作時長。對於自然吸氣發動機,噴油量與空燃比的控制是相關聯的,多噴了油則是濃混合氣,反之亦然。對與增壓發動機,噴油量與空燃比也有一定的相關性。所以實際中很多時候是以空燃比作為目標,調整噴油量。


第二,充氣效率也是一個不能忽視的影響因素,如下圖所示

黑線表示在

黑線表示在低轉速時就得到了高充氣效率,灰線則表示在轉速時才得到高充氣效率,雖然是同款發動機,它們所得到的最高功率是截然不同。
具體改善充氣效率的手段有:可變進氣正時、增壓、進氣中冷(一般與增壓配合使用)、可變歧管、直噴等等。對於F1中使用的廢氣渦輪增壓,由於渦輪的遲滯性和葉片所能承受的最大負荷(高達幾萬轉甚至十萬轉),一般則希望廢氣渦輪轉速保持穩定,增壓壓力也保持在一定範圍。

最後,還應該補充一個現實中經常調節的參數:點火提前角
從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點,這段時間內曲軸轉過的角度稱為點火提前角
首先我們分析一下為什麼要調整點火提前角
我們知道,燃燒是需要一定時間的,缸內的壓力上升也是一樣的,越早點火則活塞上行到上止點時的氣體壓力便會越高,壓力越高則做的功越多。以下是缸內壓力與點火提前角的關係,縱坐標為壓力,橫坐標則為曲軸轉角。

過大的點火提前角甚至能引起發動機爆震,但只要選擇恰當則能在不影響安全的情況下提供更大的缸內壓力。點火提前角同樣有一張map,與上面的噴油map很類似,這裡就不列舉了。

過大的點火提前角甚至能引起發動機爆震,但只要選擇恰當則能在不影響安全的情況下提供更大的缸內壓力。點火提前角同樣有一張map,與上面的噴油map很類似,這裡就不列舉了。

以上


問題問如何調低峰值輸出,那麼首先要看峰值輸出是什麼決定的

這裡我們說的峰值輸出,更具體就是指峰值功率.而功率=扭矩*轉速.

而再進一步,扭矩取決,或者說正比於bmep和排量,break mean effective pressure,關於這個概念可以看下面這個鏈接,科普做的很好:

Brake Mean Effective Pressure (BMEP): The Performance Yardstick

簡單的說,BMEP來自兩大因素:1.填充效率,也就是有多少量的空氣和燃油混合氣被壓縮,點燃,膨脹做功.2.壓縮比.壓縮比更高意味著熱效率越高,也就是說同樣量的空燃混合汽,可以轉換為更大的機械能.

轉速則實際上對應的是活塞的運動速度,而後者是存在物理上的上限的,因為速度高到一定程度,摩擦導致的功率損失會令功率因轉速上升的提高得不償失.另一方面,轉速上來之後,意味著進氣時長變小,因而影響填充效率.同時轉速高起來之後意味著曲軸,連桿,活塞乃至進排氣總成的各個活動部件(英文是valvetrain,我不確定具體中文是什麼所以大致翻譯)工作強度提高,因此也需要強化並帶來額外的成本,以及瓶頸.

所以我們現在總結一下,要更大的功率輸出,就需要更大排量,更好的填充效率,更高的壓縮比,更高的轉速.但實際上一方面這幾個參數單一都有來自物理上的上限,比如壓縮比高到太高會導致發動機內混合汽不經點燃而自發燃燒(對於汽油機)也就是爆震,排量大在其他因素相當時會導致體積重量更大,等等;另一方面比方說轉速和填充效率,高到一定程度會存在此消彼長的關聯,因此也需要權衡找到最優點.所以實際上要做一個高輸出的發動機,在有體積重量限制的前提下,實際上是很有挑戰的工作.

那麼現在回到問題本身,同款發動機是如何調校達到巨大的動力差異呢?

那不外乎也從上述幾個決定峰值輸出的因素著手.

首先既然是同款,那麼壓縮比是不太可能再調節了.不是不能做,是不划算,因為有更廉價的選擇.排量很可能也不變,因為原則上多一個排量意味著每個排量的產量會變少,不利於發揮規模優勢.那麼要動的也就是填充效率和轉速了.

我們先看填充效率.

對於自然吸氣發動機而言,進氣是"抽"到氣缸里的,利用的是氣缸內的負壓(相對大氣壓).那麼如果想在已有發動機上降低填充效率(因此也會降低峰值扭矩輸出),比較方便的就是軟體上改變valvetrain的mapping,讓進氣門開啟的正時,時長甚至高度(對於進氣門升程可調的發動機)相對當前轉速不那麼優化,從而降低填充效率.這是很容易實現的,因為實際上na機想提高填充效率是件非常高挑戰的事情--你只要做的不那麼好就行了.

對於增壓引擎,那就更簡單.和自吸引擎不同,增壓引擎處於全負載工況時,是通過增壓器強制將空氣或混合汽"壓"進氣缸的.那麼只要調節這個增壓壓強到較低的水準,自然就實現了降低填充效率的目的.實際上,目前量產車同引擎不同輸出,用的最多就是增壓機,方法就是調節增壓壓強.同時,峰值增壓壓強降低,還意味著發動機的峰值工況惡劣程度有所改善,那麼意味著有些加強過的部件可以稍縮水,達到降低成本的目的.印象里知乎上有答主貼過同樣是n20b20,320i和328i動力總成里一些零部件的差異,大概就是這種情況.

緊接著更方便的就是直接把峰值轉速給壓下來.具體實現的方法就是把紅區和峰值功率對應轉速都人為降低,也就是說比方說原來斷油是在7000rpm,峰值功率出現在6200rpm,現在在6500甚至6000就斷油,峰值功率出現在5000或5500,這也是個方便的方法.

當然其實還有另外的法子.還記得前面我一直再強調"峰值輸出"么?對應汽油機這意味著節流閥(throttle valve)全開或對於用可變進氣門升程參與控制負載的發動機,升程最大,這樣的工況下的輸出.那麼完全也可以對ecu編程,讓油門到底時throttle valve開度略有保留,那麼也可以實現限制峰值輸出的效果.

具體到本田F1的話,現在f1規則是1.5升增壓機,那麼它說只用6成的峰值輸出,很可能同時限制了最高轉速,並降低了峰值增壓值,來實現對輸出的限制.


那個「六成功率」私以為還是虛張聲勢的成分居多,可能完全就是心理戰。雖然F1技術公開程度比較低,但是也不至於F1的各種條件限制下還能超對手一半多的天頂星科技。在引入KERS之前,F1普遍都有一個「超車」功能,就是讓發動機短時間內處於超負荷狀態。這個比較我說估計在10%左右。


0.什麼是同款發動機?基本的幾何參數一致!主要有氣缸布置形式、缸徑、衝程、壓縮比、燃燒室結構和活塞頂結構等。有些答友的說改變壓縮比這已經是脫離同款的要求。當然壓縮比也不是不能改。只要有人說他車開久了動力不足,我就讓他把氣缸體上表面修磨5~10絲(1絲=0.01毫米),保證效果好!這屬於發動機改裝範圍了,不在這裡詳述。

0.1提高(降低)往複式發動機輸出功率可以朝兩個方向考慮:

一是提高單位時間內做功衝程的次數(二四六衝程不在此討論),也就是提高轉速。

但是隨著轉速的提高單個做功衝程輸出越小,轉速高過一定功率就不會再上升。同時轉速的提高會讓發動機的部件受更大的載荷,發動機的壽命受限,材料的選擇也受限。

二是讓每一次做功衝程輸出更多的功。下面主要講的就是讓這一點。

1.充氣效率。這是關鍵中的關鍵,氣缸里的參加燃燒的氣體越多,可以輸出的功率也就越大。也就是說充排氣越充分輸出的功率越大。一定不要忘了排氣這件事,很多人心裡就沒有排氣效率這個概念。
1.1配氣系的進排氣效率
1.1.1增壓機。增壓機可以顯著的提高充氣率。
1.1.2進排氣道的設計。一般來說進排氣道越粗大,內壁越光滑轉角越少進排氣效率越高,可以利用諧振進氣道實現脈動充氣,可以離用分離式排氣道減少各缸排氣的相互影響,降低排氣背壓。
1.1.3配氣相位。進排氣門早開晚關,可以利用氣流的慣性提高充氣效率。可變配氣相位可以在大轉速範圍提高充氣效率。還可以由奧托循環與阿特金森循環互換。後者熱效率更高,但同轉速輸出功率更低。
1.1.4進排氣門個數(和1.1.2似乎有點重複)
進排氣門個數越多,進排氣門面積越大,充氣效率越高。不排除以後會出現橢圓或者異形氣門!
1.2掃氣機構(針對二衝程發動機)
1.3 EGR廢氣再循環 必然降低充氣效率,但是能改善排放性能。
1.4 進氣溫度 空氣進入氣缸的溫度越低,密度越大,進氣的總質量越大,充氣量越大。典型例子是增壓發動機使用的中冷。

2.燃燒
2.1空燃比 功率混合氣 環保混合氣 經濟混合氣
2.1.1混合器形成的方式。缸內直噴可以降低熱循環的初使溫度,提高熱效率。 單點多點電噴 化油器
2.2燃燒方式
2.2.1均勻燃燒(術語存疑)
2.2.2多次/多點點火/高能點火 一個氣缸有兩個及以上火花塞或者是激光點花塞及其它高能量點火器(引燃器)。
2.2.2均質壓然
2.2.2分層燃燒/稀薄燃燒
2.2點火(噴油)正時
2.2.1爆震
2.3 進氣溫度 進氣溫度還會影響到熱循環的效率,進氣溫度越高,效率越低。
2.4 燃燒條件(術語不準) 主要針對柴油機,噴油壓力越大霧化越好燃燒越充分功率越大。

3其它
3.1附屬設備功耗 比如發電機空調水泵等功率銷耗。
3.2廢氣能量回收。(存疑,好像就算回收了能量,也不算作發動機的功率)
3.2功率標(測)定條件 持續功率 24小時功率 12小時功率 等等


首先要搞清楚發動機基本的工作原理,以及直接影響動力性能的幾個因素。

首先發動機是通過Air Intake吸氣,通過Throttle Body調節進氣的流量。該流量被測量後,ECU會選擇一個較為穩定的Air-Fuel Ratio 來決定隨這些空氣進入氣缸的燃油的(質量)比例。這一部分油氣回合汽進入氣缸後,就會參與到引擎的正常工作流程中。

我們知道現在的小型車發動機都是四衝程的,吸氣——壓縮——做功——排氣。如果我們先假設引擎轉速基本是勻速,那麼活塞上下運動各兩次,每次向上升的時間和向下運動的時間都是幾乎相同的,我們把他們看成占時間相等四個階段,對應曲軸旋轉兩周,那麼這四個階段本身的長度雖然不變,但有些其他」時機「上的東西是可以改變的。

1.進氣閥門和排氣閥門的開閉時機,持續時間等——正時系統
首先進氣閥門和排氣閥門的開閉,是靠一根叫做Camshaft的東西控制的,就是凸輪軸。它的直觀原理很簡單,就是靠一個旋轉的軸上的不對稱的突起部分,在一個周期的某段特定時間,通過」推擠「來打開相應的閥門。

這個基本的模型中,軸和上面的凸輪是剛性固定的。發動機每旋轉兩圈,凸輪軸旋轉一圈,也就是說相應的閥門會開閉一次,這麼看似乎這些時間完全是和活塞的具體位置直接同步的,如何改變呢?

這個基本的模型中,軸和上面的凸輪是剛性固定的。發動機每旋轉兩圈,凸輪軸旋轉一圈,也就是說相應的閥門會開閉一次,這麼看似乎這些時間完全是和活塞的具體位置直接同步的,如何改變呢?
這就要聯繫到VVT(Variable Valve Timing)或者VCT(Variable Cam Timing)技術了。具體的技術實現細節簡直千變萬化,不同廠商不同車型都有各自的設置。但總體來說,主要通過在凸輪上增加另外數套形狀不同的凸輪,在不同轉速區域讓不同的凸輪來負責推擠對應的閥門,甚至可以通過調節凸輪軸和曲軸的同步角度。所對應的改變就是閥門的開啟時間、開啟持續時間、和開啟的行程。當然所有的這些技術,幾乎都是需要ECU參與的,ECU負責控制在什麼轉速區間,讓什麼樣的機構參與控制閥門的開閉。從這個角度上來說,引擎的性能確實是可調的。

2.點火時機。因為混合氣體在壓縮衝程的末尾、做功衝程之前,需要被火花塞點燃,火花塞的點火時機,通常在活塞運動到上止點之前一個小角度,具體這個角度多大,也是ECU可調的。顯然點火時機的早晚,是會一定程度影響性能的。基本的原則是讓混合氣體燃燒所產生的最大壓強,正好出現在活塞剛剛經過上止點,要向下運動的時候,但如果你讓它比活塞上止點提前的太早,相當於活塞壓縮時就要對抗混合氣體燃燒產生的巨大壓強,引擎可能就直接廢了。

比如這張圖,說的就是引擎轉速增加時,點火時機必須提前的更多。1200轉時,點火在BTDC(Before Top Dead Center) 18度,但是3600轉就要提前到40度(我完全不敢想像怎麼會這麼大),這樣才能保證燃燒都在ATDC(after ____)同一位置結束。

比如這張圖,說的就是引擎轉速增加時,點火時機必須提前的更多。1200轉時,點火在BTDC(Before Top Dead Center) 18度,但是3600轉就要提前到40度(我完全不敢想像怎麼會這麼大),這樣才能保證燃燒都在ATDC(after ____)同一位置結束。

3.除了以上各種」時機「是可以調整的,還可以調整的便是Air Fuel Ratio. 由於現在所有的車都是電子噴油(直噴也算啦),所以每一個進氣行程具體噴多少油,是完全按照ECU的意思控制的。這個油:氣比例通常被調整為1:12-1:16之間,顯然比例越小,說明同等的進氣量,噴油越少,那動力自然就越弱,但顯然燃油經濟性更好。多一點燃油會產生更大的燃燒能量,但是燃油可能燃燒不充分,並且耗油量會比動力增長的更厲害等等(可以簡單的計算出,如果全按辛烷算,正好完全燃燒的比例是1:14.7)。當然這個比例對於同一台引擎,在不同轉速區間也不同工況下也是可以變的,這一切就靠ECU決定了。

4.增加進氣量。在比例一定的情況下,油門全開相當於Throttle Body處於完全打開的狀態。那麼引擎旋轉式每一次吸氣衝程,相當於一個針筒在往裡抽氣。按理來說在穩定狀態下,你抽到的空氣的總質量就是針筒內部的體積對應標準大氣壓的空氣質量。但引擎運轉是一個非常快速、劇烈、且非穩態的過程,也就是說,即使抽氣體積相同,抽進來的氣的質量也可以少一些。如果你想,在整個空氣流入引擎的通路內,有各種阻礙,各種不流暢的地方,那麼最終吸氣的質量會更小一些。可以通過更換更大口徑的Throttle Body(相當於油門可以再多踩點),更換更高效率的Air Intake等等,來改善進氣的流暢情況。但是對於自然吸氣的引擎,無論你吸氣過程多麼流暢,最後引擎Intake Manifold內的氣壓一定不會高於外界大氣壓(你針管抽氣抽的再小心,也不可能抽入更多的氣)。

5.上面說到影響進氣量的重要因素,還有一個,就是進入氣缸的氣體溫度。我們從外界大氣吸氣,那麼最開始的氣體溫度大概就是常溫,可是在氣體流入引擎的過程中,多多少少會被加熱,如果加熱的話,同等氣壓的氣體,相當於對應了更少的質量,這無疑是一種損失。因此進氣過程中還可能通過一個冷卻系統,通過降低氣體的溫度,來保證吸入同等體積同等壓強的氣體,含有的空氣分子可以更多。這個技術好像在一些自吸車上都開始應用了

6.當然最徹底的手段,直接對進氣增壓啊。無論是渦輪增壓,還是機械增壓,都是相當於一個氣泵,主動往引擎內部壓入氣體,讓引擎吸入更多的氣。這部分氣體進入Intake Manifold以後的壓強可以輕鬆超過標準大氣壓,比如增加8-20個psi,一個大氣壓是16psi,這就相當於多吸入了一半到一倍多的氣體。當Air Fuel Ratio不變的情況下,顯然油也可以噴的更多,那麼燃燒的能量就更多了。所以帶增壓的引擎,油耗肯定要比同排量的自吸引擎大不少的。在這個增壓的過程中,氣體被直接做功,因而升溫幅度會更大,如果僅是這樣,雖然獲得更大的壓強,但實際的空氣質量卻增加的不夠多。所以冷卻系統對於增壓引擎基本是必須的。而且增壓性能在很大程度上也是可控的(可以ECU控制,也可以通過機械的方式一次性調整)。

其實針對F1引擎的調教,基於現在都是小排量渦輪增壓的,我個人感覺大多數工作都集中於到增壓系統的優化了。這個提升是最顯著的幾個之一,但代價也是明顯的,引擎內更高的壓強,更高的工作溫度,對機械等結構的衝擊都更大。引擎的耐用度一定是會下降的。

以上所列舉的所有途徑,基本都是不用對引擎本身進行機械上的調整,就可以實現性能改變的。少數可能牽扯到對外圍設備、如進氣、節氣門、增壓系統的調整,這些調整總體來說都不用碰引擎。更多的調整還是在於對ECU的編程。這就是為什麼一般人想到最簡單的改進性能的方式就是」刷ECU"。當然某些調教之後,需要更換更高標號的燃油,因為引擎的工作狀態更嚴苛了。

此外還有一些可以對引擎內部進行的調整,比如對活塞的改變可以影響排量、壓縮比等等。但這些通常意義上是不太多見的。


同款發動機是如何調教達到巨大的動力差異?
今年的F1揭幕戰本田號稱只使用了六成的發動機動力,但同一台發動機是怎樣做到巨大的輸出差異的呢?

如果僅限於題主所描述的情況的話其實就如 @張學良 所說的一樣,你只需要知道如何閹割一台發動機就行了。

拿本田這台發動機來說,把它的動力限制在極限動力的六成工程師肯定不會去改硬體,那能做的就只剩下改ECU參數了。

最簡單粗暴的降低性能的方法就是通過修改點火正時和空燃比。
點火遲角+空燃比lean化就能很簡單地限制性能了。
之前因為俄羅斯有馬力稅我司的6AR為了避稅就這麼干過,微調了一下氣門正時和點火正時。
另外豐田章男社長來我司拍視頻的時候因為當地沒有他的座駕LFA所需的100RON汽油,
為了保護髮動機隨車工程師也就是改了點火正時來限制了輸出。

不過答這題主要還是對 @Long Yu 答案中的兩個觀點有些疑問。

緊接著更方便的就是直接把峰值轉速給壓下來.具體實現的方法就是把紅區和峰值功率對應轉速都人為降低,也就是說比方說原來斷油是在7000rpm,峰值功率出現在6200rpm,現在在6500甚至6000就斷油,峰值功率出現在5000或5500,這也是個方便的方法.

這種方法在我看來有些過於理論化,脫離了實際應用。
如果單純把斷油轉速降低,雖然計算上最高功率的確是降低了,但是發動機的可用轉速範圍也變小了,這點在普通乘用車上可能問題不是很明顯,畢竟沒幾個人會沒事兒老玩燒胎起步。但是在F1發動機這種高轉拼輸出的使用環境下這樣的改動顯然是不太切合實際的。

當然其實還有另外的法子.還記得前面我一直再強調"峰值輸出"么?對應汽油機這意味著節流閥(throttle valve)全開或對於用可變進氣門升程參與控制負載的發動機,升程最大,這樣的工況下的輸出.那麼完全也可以對ecu編程,讓油門到底時throttle valve開度略有保留,那麼也可以實現限制峰值輸出的效果.

同樣的,通過限制節氣門開度來限制峰值輸出也不是什麼好主意。
首先在發動機理論定義上最大功率是在WOT(節氣門全開)工況下的一個物理量,所以在ECU電控邏輯中這個工況點的一系列參數設定也是在ECU判定當前節氣門開度以及通過流量感測器計算出的進氣量在一定以上時才會在執行器上得到反映。如果想要通過限制節氣門開度來限制輸出就得從邏輯層面重新定義WOT判定的參數,然而在高轉高負荷因為空氣脈動較強所以進氣量的誤差會比較大這個判定值的定義會十分困難,所以我認為一般情況下也沒有人會採取這種給自己找麻煩的方法來限制輸出。


你可以認為最大功率的那台才是真實水平,其他都是閹割的,閹割的話,想怎麼割就怎的割,當然差別可以很大。


先佔個坑,晚上準時填坑~
--------------------------------------------------我是帥帥的分割線---------------------------------------------------
謝邀~
對於發動機的調教,其實無非就那麼幾個點(油,氣,活塞設計,摩擦,輕量化,發動機材質強化

1.油和氣
油和氣是一對好基友,必須一起說。其實發動機就相當於一個人,要想他動力強,必須讓他多吃飯。飯其實就是油和氣。更多的氣來自增壓、降低進氣摩擦、氣門正時和氣門升程的調節,進氣歧管的形狀設計都對進氣有影響。
更多的油就來自ecu對噴油的調整,更高的噴油壓力能夠促進油和氣更好的混合,更多的油同時也來自更高的噴油壓力,噴油壓力的提高考驗的就是噴油嘴和油泵。

2.活塞的設計
其實活塞的設計影響的不只是壓縮比,同時活塞面的凹凸設計也會對缸內的氣流有影響。

3.摩擦
降低摩擦就能提高傳動效率。
但是對於發動機的機油來說,也不是越稀越好,因為機油的功能不只是潤滑(還有降溫和清潔)

4.輕量化
這個比較容易理解。活塞的重量請了,就更加有利於高轉速對動力的提升了。

5.發動機材質的強化
以上的幾個調教手段都是建立在發動機強度足夠的前提上,不然什麼都白說。

以上~


謝邀
簡而言之,是通過改變ECU裡面各項參數來達到調教目的的。

舉個栗子,福特1.6T
Ecoboost發動機就有如下的三個版本:
一:109kw 搭載車型:新福克斯
二:131kw 搭載車型:新福克斯
三:125kw 搭載車型:新蒙迪歐

第一
通過ECU調教是最有效的辦法。
所謂ECU調教,你也可以叫做刷程序。就是通過改變ECU裡面的各種參數,來改變發動機的輸出。ECU是發動機的大腦,他接受駕駛員的指令,按照自身控制邏輯,來發出指令,命令發動機做出反應。而對於汽油機,最主要的指令便是噴油,點火,進氣。
調教也是一個取捨的過程,除了保證功率輸出,工程師們還要考慮到排放,經濟性,安全,駕駛性等等。比如增加了功率輸出,可能就要犧牲油耗或者增加發動機爆震傾向。
調教,也可叫做標定,是一個複雜的,有趣的,工作量巨大的活,需要有眾多有經驗的工程師完成。

第二:
要指出的是,對於自然吸氣發動機和渦輪增壓發動機,可調教的潛力是不一樣的。自然吸氣由於進氣壓力不可控,因此受到了進氣量的限制而不能夠有較大的改變;但是渦輪增壓就不一樣了,進氣壓力可以改變,自然調教潛力較大,前提是不要突破發動機結構設計的極限。
舉個栗子:發動機要增大功率輸出,此時ECU命令噴油器多噴點油,同時進氣壓力也會增大,結合點火,一起保障駕駛員要求。

第三:
對於同一款發動機而言,本體設計如氣缸活塞都是差不多的,或者說是一樣的。可能別的部件有所差異,比如進排氣等等。【經提醒,有些發動機會有極小的改動,比如活塞形狀,甚至壓縮比。】
理論上來講,每一台汽車如果想提高功率輸出,是可以通過刷ECU來實現的,因為廠商在標定發動機時,往往考慮到不同地區的油品,環境,環保政策,使用壽命等等,並沒有最大程度的發掘發動機的潛力,留有一定提升空間。
如果你是個土豪,改裝車迷,你可以去專業的改裝店,盡情壓榨發動機性能。當然後果是壽命縮短。畢竟無論是車還是人,時刻保持亢奮狀態是要命的。

歡迎交流~~


主要分兩種:軟體類,硬體類

軟體類通過控制節氣門開閉和最高轉速來控制動力輸出,當然強制進氣發動機也會控制渦輪最大壓力之類的。代表就是M156在C63和E63的區別,以及GTR32-34 280匹規定什麼的

硬體類可以更改節氣門口徑以及活塞壓縮比,前者通常出現在賽用機,後者典型是N20B20A B型的區別


要想把功率做大,扭矩不變的情況下把轉速提上去就好了嘛,只不過轉速上去以後氣門的回位速度啊,活塞連桿的材料啊,軸瓦什麼的都會受影響。所以比較偷懶的辦法還是把最後那段扭矩做小點。至於怎麼把扭矩做小, @張文川 已經講得挺清楚了。我記得在最大功率點那塊已經是加濃區了,控制進氣沒什麼意義,少噴點油才是正事兒。。。。真的用了10成動力,也不是不行,發動機壽命成問題,工程師還是謹慎的居多,能留足的餘量必須留足。。。說到最後我還是挺敬佩寶馬的,在同排量高低功率發動機上用兩套活塞,我司肯定請不起那麼多人。。。


簡單。問泛亞的就知道了。
問問他們是如何把一台2.0T的LTG做到如下變化多端的:


汽車方面大家都說了,怎麼把同款發動機強化出更大的動力大家也都說了,那我講講摩托的動力閹割吧。

摩托車閹割動力在澳洲是很常見的事情,因為澳洲規定摩托車新手只能騎推重比(嚴格來說是最大功率kW/濕重kg)低於某個數值(以首都地區為例,是150kW/1000kg,或者說200馬力/噸)的車,因此有些推重比略略高過這個數值的車就悲劇了。比如說各種雙缸650,在美國都算新手車,到了澳洲就正好卡在新手市場外,動力又沒有像四缸600cc能大到吸引真正的老手,無形中損失了很多潛在客戶。

怎麼辦?閹之!

具體的操作方法無非以下其中一種或幾種:

1. rev-limiter(轉速限制器),基本上是最簡單粗暴的辦法了,而其中最簡單粗暴的執行方式是油門限位器,也就是說油門可擰的角度變小了,相當於汽車油門不能踩到最底,當然最大功率和峰值扭矩也小了。比較高級的實現方法是在ECU中將斷油轉速調低,或者用一塊restrictor plate扣在節氣門上,減小最大進氣體積/時間。

2. engine remapping(刷ECU),這個也是比較容易的辦法了,說白了就是修改ECU,減少特定轉速區間的噴油量等等。實際上不光在同款發動機上能降低出力,即使同一台發動機也能降低出力!例子就是現在大排量摩托上通常都有的「Rain Mode」。

3. 縮小排量,這個相對就比較費事了,實現方法主要包括改變活塞表面形狀,更換不同厚度的缸蓋墊片,不一而足。實際能縮小的排量往往並不多,所以一般會配合別的閹割手段。

4. 換裝低角度凸輪軸,讓氣門打開的時間變短,當然動力(尤其是高轉動力)也小了。

5. 使用回壓更大的排氣系統,排氣沒那麼順暢了,所以高轉差了,而高回壓帶來了更好的低扭,簡直是新手利器。

以上。


進氣量 壓縮比 轉速,f1最近一直都在用渦輪機,將進氣量降低限制最高轉速,完事。如果是自然吸氣的車限制壓縮比和轉速就行了。所以說渦輪車省成本的地方在於可以一台發動機做不同的標定使得動力水平不同,最典型的例子是邁凱輪,3.8t刷下ecu換個殼子就出來賣了,比蘭博還懶


以前嘗試回答過,可能不僅僅是發動機部分的改變。
http://www.zhihu.com/question/26886327/answer/34560515


渦輪車的話,調高Bar值


現在的同款發動機是很廣義的,有時僅僅是缸徑衝程相同,甚至壓縮比都不一定一樣,比如大眾的EA211,排量1.4,1.6的都有,增壓不增壓的,國產的比德國造的相差老遠,隨便哪個變了都影響map圖,電控了以後可變參數多了更是千差萬別,甚至根據用戶習慣,加幾號油都會自動學習,以前搞化油器的汽油機想調不同轉速的扭矩輸出最有效的方法是改變進氣系統參數,能達到的效果有限,基本沒有調教一說


決定發動機動力的因素主要就三個:排量,最大轉速,充氣效率。
發動機做功其實就是燃油的化學能轉化為動能的過程(熱能等其他能量轉化不討論),在同等技術條件下,一定是燃燒的燃油越多,轉化的動能也越多,發動機的動力也越強。我們知道排量就是氣缸活塞上止點移動到下止點的工作容積,在同等進氣條件下,多大的排量就決定有多少助燃的空氣,就決定能燃燒多少油,就決定能轉化多少動能。這時候排量就決定了發動機的動力。
但是發動機的進氣效率並不是都一樣的,當排量確定以後,進氣效率就決定了氣缸內有多少空氣可以用來助燃,進氣越快越多,燃燒的燃油也就越多,能量也就越大。常見的提高進氣效率的方法有增加氣門打開時間,增加氣門開啟的大小,增壓器等。
衡量發動機常用的兩個指標就是功率和扭矩,其中扭矩簡單來說就是衡量發動機單次做功的動力強弱的指標,而功率就是扭矩和發動機轉速的乘積。所以提高發動機的最大轉速也能增強動力。


刷ecu 另外柴油機是按照馬力賣錢的雖然可能只是個程序的問題但是台架和耐久很燒錢


自然吸氣想做高功率只能把轉速抬高。

渦輪就容易做高,可以通過刷電腦,打高渦輪BAR值,也可以更換更大號的渦輪,隨之而來的就是周邊的配合,取代電腦寫數據,加大進氣,功率高了就要考慮散熱的問題,加大中冷加大水箱,高功率還要考慮內部零件抗不抗造的問題,鍛造麯軸,活塞,連桿等來承受更大的馬力,還有波箱離合,壓盤等等都要跟上。


扭矩有區別,川崎的H2R和H2發動機一樣,調教不一樣,扭矩不一樣


推薦閱讀:

TAG:汽車 | 一級方程式賽車(F1) | 渦輪增壓 | 汽車發動機 |