解讀發動機系列之六 流失的那些動力

　　[汽車之家 技術講堂] 通常我們會關注發動機的功率、扭矩等性能，油耗、噪音等數據，或者是壓縮比、進氣形式等，但往往忽視了其他協同工作的部件，這些和發動機一起運轉的部件是絕對的功臣，因為沒有這些部件，發動機就無法發動，汽車就無法行駛，或者是無法讓你更舒適的乘坐。但也因為這些部件是在發動機直接或間接的帶動下工作，發動機的動力也被它們不同程度的榨取。在這篇文章里面，我們來看一下發動機那有限的動力，都如何被瓜分，有產生了多大的效應。

狹義發動機

　　無論是在各種文獻中，基本都不會提到“狹義發動機”這個詞語，好吧，我承認這個詞條是筆者杜撰的，暫且以此方式命名，來形容發動機各個區塊的情況用后即棄。

　　狹義發動機之于汽車，好比CCD之于相機、CPU之于電腦，是核心部件，但絕對無法獨立運行。狹義發動機的部件有這些：發動機缸體，發動機缸蓋，配氣凸輪軸系、氣門、活塞、連桿、曲軸等這些部件。如你所見，這些零部件組成了發動機的核心系統，動力，就是由這些部件產生的。

　　但是這些零件是沒有思想，不被控制的，即便這是動力之源，在沒有油氣控制系統的情況下，是沒有任何意義的。所以為了控制動力的輸出我們引入節氣門、火花塞和汽油泵。再將提及的這些部件空間固定，這樣，發動機就可以產生動力了。而這樣的結構，也是最原始，最基礎樣式的發動機。

　　而與此同時，在這個位置也產生了首批內耗，最大的當屬活塞與氣缸之間的摩擦，其余的還有連桿兩段的軸承，曲軸兩段的軸承，氣門及其控制凸輪，也在積極的摩擦著。高速流入的空氣被空濾和節氣門限制，紊流帶來強烈的摩擦，帶來了一定的損失。

通常氣門凸輪是摩擦滑動的，滾子氣門搖臂減輕了摩擦，減輕了對潤滑的要求

　　這種情況在進排氣方面也有著相似的效應。排氣門的設計讓廢氣排出不那么順暢，而經過排氣管階段，途徑的三元催化、消音器等“路障”，這種“不順暢”的呼是無法避免的，所以改裝車領域經常將進氣簡化，排氣屏蔽，以提升動力。不過我們乘坐的汽車，畢竟不是結構簡單的摩托車，或者咆哮暴走的賽車。民用汽車需要有一個穩定的工作狀況，和較為長久的壽命，并且還要有一系列外圍輔助設備為發動機本身，良好的環境。

節氣門

廣義發動機

　　所以有狹義就會有廣義，廣義發動機正是我們圖片上常見的形式：由皮帶或鏈條做傳遞，各種從動輪及元件集成在一起的一坨機器。在這其中有幾個非常重要的部件：發電機（稍后再說）、機油泵、水泵、散熱風扇。

　　機油泵非常重要，沒有機油泵，狹義發動機部分的機件無法很好的潤滑，也無法很好的散熱，最終會導致……拉缸，直至廢掉。

機油泵

　　水泵非常重要，現代發動機普遍為水冷形式，機油比熱容不大，最佳散熱方式仍然是機油循環外面的水循環，沒有水泵……就等著“油炸”發動機了吧。

水泵

　　散熱風扇非常重要，因為我們開的不是F1。。。散熱風扇是依靠電來驅動的，依靠溫控器控制的。夏季行車，注意發動機溫度非常關鍵。我們要經常關注水溫表（沒有水溫表的車型要關注水溫報警指示燈），一旦溫度過高，甚至發動機艙出現“冒汽”現象要馬上采取降溫措施，松開油門滑行到安全停車位置，打開雙閃，打開發動機艙，必要時將空調溫度調至最高溫后打開車窗或車門靜等片刻，待溫度降低后再行駛到修理廠檢查，切記，一定不要馬上熄火。

保時捷卡宴儀表，左下機油溫右上水溫均有獨立表盤

　　這樣的一臺發動機，就基本上可以滿足獨立運轉了，接下來我們將其安裝上一具變速箱，一副底盤，四個輪子及其相應的傳動軸，就可以開動了。此時對于整車來講，初具雛形。而此時的動力損耗，就來自于變速箱，及其相應的傳動齒輪，和輪胎與地面的摩擦。但變速箱、齒輪組、輪胎以及風阻之類動力損耗不是我們本篇要考慮的，我們著重講發動機，以及發動機艙內其他部件耗費的動力。

轉向助力、剎車助力

　　看到前文這樣的結構，似乎回到了一百年前，現代汽車除此之外還要有一個遮風擋雨確保安全的車殼，和三個沙發。而且為了輕松準確的控制車輛，還要有剎車和轉向控制系統，和發電及取電設備。

　　剎車助力基本上每輛車都會裝備，剎車助力的主題是一個膜片式的真空泵，制造真空吸力來源，就是發動機吸氣的形成的負壓，真空泵有一條管線連接到節氣門后，進氣歧管前的位置，利用節氣門形成的負壓，經過大面積的膜片放大之后，形成一定的力道，對腳踩的剎車力度進行輔助。這就是剎車助力的基本原理，雖然對動力的消耗并不大，但如果沒有動力，如果發動機不工作，剎車就會大打折扣，因此發動機的正常工作，對制動的影響是極大的。正常情況下，發動機熄火之后踩剎車，第一下的感覺很正常，而第二下以后就會變得很吃力，有種踩不下去的感覺。

圖中圓形部件即為剎車真空助力泵

　　為了輕便的操控車輛，目前3萬元以上的車輛基本都裝備了轉向助力系統，如果想節省手腕的力量，就必然要汲取發動機的動力。轉向助力，就是在原本存在的人控力量之外，附加的力量，由于驅動形式的不同，大體分為兩類：液壓助力和電動助力。

　　液壓助力是存在已久的一種形式，主要依靠由發動機帶動的一個油泵，在駕駛者控制下，向左或向右提供液壓動力，推動挺桿（或稱轉向拉桿），帶動轉向輪轉向。細分下有機械液壓助力和電控液壓助力兩種，但動力源頭都是轉向助力泵，只是控制的方式不同而已。

　　電動助力很簡單，就是以一個電機來放大轉向的力度，能量來自發電機或電瓶。

　　而助力對動力的影響是可以覺察出來的，液壓助力的車型在靜止狀態下，大幅打方向的時候會明顯覺察出怠速的變化，這個就是助力泵汲取動力的表現。相關鏈接：《方向盤下的玄機(1)：助力轉向系統解讀》

發電機與取電設備

　　現代汽車離了電可玩兒不轉，除了汽油機必有的點火系統，起動機、燈光、控制電機都是耗電的大戶、各種安全和舒適性配置都要有電的參與。

發電機輸出功率可達1000w，而消耗發動機的功率則可能超過1500w（2馬力）

　　起動機是最耗電的設備，起動電流瞬間可達300A，持續功率則在2馬力左右，從起動時，變暗的燈光和關閉的其他設備就不難看出其耗電量。這對電瓶和起動機本身都是一種必要的折磨，減少起動次數和避免持續連續起動也是我們要注意的事項。

起動機功率1200w，耗電巨頭

　　電動車窗的啟動電流也很大，這點在年代較老的車上，也能憑燈光覺察出來，所以盡可能的避免多個車窗同時起降，一鍵控制四個車窗這種功能（若有）盡量少用，如果停車時發現四個車窗都開著，那就勤快點，分別關上吧。

　　電動座椅、電動遮陽擋、電動XX，只要功能性電機的地方，原理都同上。

　　燈光的耗電也不小，兩個鹵素燈加起來有一百多瓦，再加上轉向燈，剎車燈以及車內的燈光，全都打開的話也不可小覷，用電的多少直接系現在發電機的負荷上，并于發動機關聯。氙氣燈和led光源是個節能的方案，可以小幅降低油耗，帶來一定的效益，積少成多，用車十年絕對可以收回成本。另外，有些較老車型的發電機在怠速時發電量是很小的，要靠電瓶的儲備，所以在怠速時尤其是熄火后，盡量避免長時間使用燈光。

　　點煙器耗電的本領也不小。其實點煙器本身功率為幾十瓦，并不太大，關鍵是點煙器這個接口已經成了主流的取電接口，車用電器、逆變器，往往上百瓦，所以外接設備前一定要啟動發動機。還有，行車電腦，娛樂系統等有電線連接的設別都會耗電，好在這些設備功率并不太大，外置GPS、手機充電器之類不超過十瓦，熄火短時間使用也無所謂但也要避免長時間使用，耗光了電瓶，打不著火就悲劇了。

空調系統、座椅加熱

　　沒人愿意在烈日炎炎，或者冰天雪地，坐在悶罐或冰窖里開車，空調的出現極大改善了駕乘環境。而空調也是消耗動力的。冷天還好，空調啟動的只是一個幾十瓦的風機，將發動機的熱量吹入車廂，而熱點開啟冷氣的話，動力影響就明顯了。

　　通常家用空調為輸入功率為1千瓦左右，可以給一個房間制冷。而汽車的制冷機和空間環境都不同于家庭居室。鋼鐵結構的車身絲毫起不到溫度的緩沖，室外的氣溫和地面的熱輻射直接將車廂升溫，加上前方的發動機，下方的排氣管，環境就更加惡劣了。而且汽車空調的壓縮機和散熱器不同于家電空調，所以制冷效率也低一些，一般乘用車空調的輸入功率大概也在1千瓦左右。

　　空調對動力的消耗可不是一星半點，尤其是低速狀態下，更顯突出。很多車主都會感覺到，小排量車型在開空調之后對加速影響很大。而高速卻不太明顯。即便是大排量車，在怠速時開啟空調，也會感到發動機轉速在變化。

　　這是因為低速時，發動機輸出功率很小，這是空調負荷所占比重就偏大一些，而高速時發動機輸出功率大，空調負荷比重就小了一些。

　　座椅加熱的耗電量也是非常大的。單只座椅應該在50瓦左右，如果整車座椅都有加熱功能且同時開啟到最大的話，耗電也是驚人的。

總結：

　　眾多寄生的設備消耗著發動機的動力，八塊錢一升的汽油很多都被它們喝掉，然而他們又是發動機必要的擴充更創造了舒適，為追求安逸的人們帶來幸福感，但發動機產生的動力在向車輪傳遞途中，很大一部分都被它們“苛扣”了，這些部件其中，有一部分是為了行車安全，而更大一部分則是為了駕乘舒適。所以汽車的舒適性都是油耗帶來的，越舒適的車，越舒適的配置越耗油。因為，除了車架輪胎這種硬性的構造，其余的一切都是來自發動機的動力提供的。而動力是來自石油，石油則來自地球。我們要合理使用這些配置，就可以節約資源，減少排放，造福家園。 

● 汽車技術很難懂？汽車設計太遙遠？誰說的？這些內容也可以很有趣！

>>想了解更多汽車知識成為達人？一起去汽車之家科技看看！<<