發動機如何把最大扭矩設定在某一固定轉速或某一區間？哪些參數決定最大扭矩對應的發動機轉速？

12-29

是哪些參數決定了最大轉矩對應的轉速範圍？

謝邀。

不過這個問題我認為應該是發動機設計方面的，答起來有點虛。

首先我覺得答主的理解有點偏差，是發動機設計決定了最大扭矩轉速而不是靠人為調節參數來控制最大扭矩轉速。

現在民用車的最大扭矩轉速大多在3000~5000rpm之間，而F1這種怪物級別的發動機有可能到10000rpm以上，所以大家可能覺得最大扭矩轉速是可以通過調節參數來控制的。

下面我們拿民用車來簡單說明一下轉速和最大扭矩的關係，畢竟賽車離一般人的世界和我的工作領域太遠。

不過在說明前我們還要先明確一個概念，最大扭矩必然是在節氣門全開（俗稱地板油）的情況下出現的，而空燃比也是事先設定好的較濃混合氣，點火也是設定在間歇輕微爆震區域。所以說 @FlyRideR 的答案提到的三個參數的確和最大扭矩有關，但卻不是通過調整他們來確定最大扭矩轉速，而是在最大扭矩轉速時去調整這些參數，這個因果關係我們需要先搞清楚。

正式開始答題。

在一台發動機的設計之初，工程師就要考慮用什麼硬體，使發動機達到什麼動力水平，其成本是多少等等等等，其中就包括讓發動機的最大扭矩在多少轉，最高工作轉速在多少。

於是其實硬體一設計完，發動機最大扭矩轉速也就出來了。

說起來好像很簡單，但其過程中需要考慮非常多的因素，會涉及到機械，材料，燃燒等多學科的綜合運用，如果想要從純理論角度詳細分析一台發動機的最大扭矩轉速是多少，私以為基本上是不可能的。

不過通過觀察發現，大部分民用車發動機的最大扭矩轉速都在整條外特性曲線的中高轉速部分，這又是為什麼呢？

這是由進氣效率決定的。

找了半天找了張老掉牙的圖……

我們可以從上圖看出從低轉速到最大扭矩轉速扭矩一直在增大，這個階段進氣效率增加的原理應該比較好理解，就是隨著轉速升高氣體流速增加，單位時間吸入的空氣量也相應增加。

看到後半段的時候可能有人會說，那麼應該是轉速越高進氣效率越高扭矩越大才對啊。

如果發動機的硬體能跟上的話，理論上的確是這樣，但是實際上由於硬體的限制，從最大扭矩轉速往後由於活塞上下行的空氣脈動和進排氣門的空氣脈動互相干擾導致進氣阻力反而增加，進氣效率會降低。再加上高轉速下機械阻力上升，扭矩反而會以比上升階段更快的速度下降。

那麼有哪些硬體會影響進氣效率呢？

太多了……進排氣機構，氣門機構，燃燒室形狀，發動機材料等等都會對其產生影響，至於各自是怎麼影響，影響有多大，抱歉……我答不了……就算有人能答，可能會寫成一本書……

綜上，我們可以得出，發動機的最大扭矩轉速是由其硬體設計決定的。

下面說說渦輪增壓那塊兒，不過答起來就更虛了，畢竟沒做過實機，但我認為其扭矩平台也是根據其硬體特性決定的。

至於為什麼渦輪增壓發動機峰值扭矩來得比NA發動機早，這是由於渦輪提供的高壓氣體使進氣效率在低轉就達到了硬體的峰值。

題姑且算是答完了，不過如果題主的本意是想知道具體什麼樣的硬體能讓發動機的最大扭矩轉速處於哪個範圍，渦輪增壓的扭矩平台寬度是多少，估計很少有人能答得上來吧。

以上。

文川的回答是針對自然吸氣的，而我針對的是增壓發動機的：

你這個問題也可以這麼問，為什麼增壓發動機的最大扭矩能夠維持在一個轉速區間？比如你這個例子，最大扭矩區間就是2000rpm--5000rpm。這個區間我們叫做扭矩平台，這個平台起點越低，範圍越大越好。

能維持在一個區間，前提是增壓發動機。

我們知道，汽油機功率變化是通過量調節的，即通過節氣門開度的變化來改變進入氣缸中的混合氣量來實現的。說白了發動機的負荷與進氣流量（或者進氣歧管絕對壓力）成正比。

而增壓發動機能夠隨著扭矩轉速的變化提供所需的空氣量，保持歧管壓力恆定；而當增壓壓力過高時，旁通閥會放掉部分排氣，以控制渦輪轉速和增壓壓力。

下面這張圖是自然吸氣改增壓，我覺得對解答問題有用就貼上來了。

加了增壓能夠使最大扭矩維持在某一區間，到了一定轉速後就會急劇下降。

第二個問題，哪些參數決定最大扭矩對應發動機轉速。

這個問題跟第一個問題差不多，樓上已經回答了，參考他的。

————————————————12-26更新——————————————————

文川兄說的是自然吸氣發動機，那我來補充一下增壓發動機；

對於發動機來說，當他設計好了的時候，她的最大扭矩功率基本上也就決定了，但是最大扭矩和功率出現的時刻是可以調整的。

也就是說扭矩平台出現時刻以及扭矩平台寬度，最大功率時刻都是可以調節的。

那HOW？

ECU調教

ECU調教是改變發動機動力輸出的最好辦法。

對於自然吸氣，由於進氣壓力可調性不大，能調教的潛力不大；但是對於增壓發動機，進氣壓力可調，而汽油機扭矩與歧管壓力成正比，因此增壓發動機往往能夠調教出多個版本。

舉個栗子：（網上扣來的）

奧迪2.0TSI發動機

版本一：155kw/4300-6000rpm 350Nm/1500-4200rpm

版本二：147kw/5000-6000rpm 280Nm/1800-5000rpm

版本三：132kw/4000-6000rpm 320Nm/1500-3900rpm

這三款發動機同屬大眾集團的EA888系列發動機，缸徑和衝程均為（82.5/92.8）主要機械結構和發動機技術均沒有改變。此外，兩款發動機都產自於大連發動機工廠。

從上面的發動機可以看出，最大扭矩功率均不一樣，實際上發動機的極限扭矩功率可能還比這個更大，發動機出廠時肯定是留有餘地的。因此很多改裝車行也是通過刷ECU來使進一步發掘發動機動力輸出。

在發動機開發階段，工程師根據實際應用需求進行標定，在發動機性能開發時，工程師只需要改變每一轉速下的最大噴油量限值，點火正時，增壓壓力就可以得到所需的最大扭矩功率輸出。這就是所謂的刷ECU了，通過調節ECU內關鍵變數，比如噴油量，噴射正時，點火正時，進氣壓力等等。進行調教。在綜合大量考量因素的基礎上，調節發動機的動力輸出。

進氣量+噴油量+點火正時

當這些組合達到了理論最大值（也就是這點空氣點燃這點汽油後能夠產生出額定的最大膨脹力來推動活塞）。

進氣量的控制靠可變氣門正時或者增壓來控制，

噴油量和點火正時就不說了。

比如說，

低增壓的車型，渦輪的響應會比較快的到達理論最大進氣量，配合噴油點火可以更早的讓最大扭矩爆發，

大增壓的車型，渦輪達到峰值比較花時間，需要更多的排氣量去推動渦輪，那麼最大扭矩就會比較滯後。

對於自然吸氣的車型來說，

如果氣門的升程（或者說凸輪軸的角度）是不可變的，那麼要麼是低扭為主，要麼高轉為主。

但是以本田寶馬為代表的可變氣門升程技術的出現，可以讓這種兩全的情況出現。