汽車知識：解析發動機流失的那些動力

        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搾取.在這篇文章裡面_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後即棄.

狹義發動機之於汽車_好比CCD之於相機、CPU之於電腦_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麼順暢_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_並且還要有一系列外圍輔助設備為發動機本身_良好的環境.

廣義發動機

所以有狹義就會有廣義_廣義發動機正是我們常見的形式：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（稍後再說）、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後打開車窗或車門靜等片刻_待溫度降低後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

這樣的一台發動機_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.此時對於整車來講_初具雛形.而此時的動力損耗_就來自於變速箱_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.而且為了輕松准確的控制車輛_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後_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後_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_雖然對動力的消耗並不大_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_發動機熄火之後踩剎車_第一下的感覺很正常_而第二下以後就會變得很吃力_有種踩不下去的感覺.

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_由於驅動形式的不同_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.
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_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觑_用電的多少直接系現在發電機的負荷上_並於發動機關聯.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後_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_並不太大_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_好在這些設備功率並不太大_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

沒人願意在烈日炎炎_或者冰天雪地_坐在悶罐或冰窖裡開車_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於家庭居室.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於家電空調_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後對加速影響很大.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.