Re: [問題] 想請問 排氣量 vs 輸出功率 vs 輸出扭力

[wisdom (100W大燈才是王道)]

都以自然進氣引擎來說

排氣量直接決定最大扭力輸出

大略可看出，每100c.c.排氣量約可得到1kg-m的扭力(經驗法則)

輸出功率(馬力) = 轉速 x 扭力

所以大馬力車通常轉速都很高(最大扭力輸出轉速高 & 轉速延伸性高)

壓縮比影響熱效率，通常高壓縮比引擎，每單位排氣量得到的扭力會較高

同樣性能輸出的前提下，高壓縮比引擎的油耗表現會較佳

這是只單看壓縮比的狀況，請不要直接列舉兩台車的壓縮比跟性能來找反例

影響引擎輸出的條件很多，壓縮比是其中的一個因素。

但我想仍然可以很容易看出基本方向是正確的

※ 引述《forestsea722 (森林海)》之銘言：
: 想請問 排氣量 vs 輸出功率 vs 輸出扭力 vs 壓縮比 的關係
: 以幾台車為例
: MT-01：http://ppt.cc/bf8y
: 總排氣量 1670cc
           ^^^^^
: 壓縮比 8.36 : 1
: 最高馬力 90.hp/4750rpm
: 最大扭力 15.3kg-m / 3750rpm
           ^^^^^^^^
: 特大排氣量、低轉中馬力、低轉特高扭力
: --------------------------------------
: FZ-8：http://ppt.cc/quz0
: 總排氣量 779cc
           ^^^^^
: 壓縮比 12:1
: 最高馬力 106.2ps/10000rpm
: 最大扭力 8.4kgm/8000rpm
           ^^^^^^^
: 中上排氣量、高轉高馬力、中轉中扭力
: --------------------------------------
: FZ-6：http://ppt.cc/4Iuy
: 總排氣量 600 cc
           ^^^^^
: 壓縮比 12.2 : 1
: 最高馬力 98.0ps/12000rpm
: 最大扭力 6.44kg-m / 10000rpm
           ^^^^^^^^
: 中排氣量、高轉中馬力、高轉低扭力
: --------------------------------------
: 舉這些例子想知道“排氣量 vs 輸出功率 vs 輸出扭力 vs 壓縮比”的關係
: 拿重機來比，是因為排氣量的差距大，明顯的比較關係
: ----------------------------------------
: 小弟我沒有很在意極速
: 一般人在乎輸出功率，但我在乎的是扭力
: 所以想知道什麼東西可以決定“扭力” T=(60Po)/(2npi)
: 以“輕檔”而言
: 我假設引擎可以輸出功率是17p，那我想在n=5000rpm時，可以得到2.3kg的扭力
: 那該怎麼作啊?
: 謝謝

根據前面的排氣量對應經驗法則

如果你想要有2.3kg-m的最大扭力，那你的"輕檔"排氣量應該在230c.c.附近

市售比較常見的是250c.c.級距

根據 功率(馬力) = 轉速 x 扭力

公制馬力(ps) = 扭力(kg-m) x 轉速(rpm) / 716 (轉換常數)

2.3 x 5000 / 716 =16.06 ps

所以這顆引擎可以在最大扭力輸出時得到16ps的馬力，

要在高一點的轉速得到17ps應該很容易


一般來說，引擎設計的最大扭力轉速點等於最大容積率

所以要設計最大扭力在5000轉，2.3kg-m輸出的引擎

基本上就是設計排氣量在230c.c.左右，然後將最大容積率設定在5000轉

這樣出來就八九不離十

至於最大馬力只要17ps，必須讓輸出扭力在過了5000轉(最大馬力)後快速陡降

不然最大馬力會不小心超過你的需求

而實際上如果用2.3kg來看，當轉速到達5300轉時，馬力就超過17p了

一般引擎不會有這麼快速的扭力陡降曲線

所以如果要達到這樣的設計，必須透過一些特殊方法

譬如直接限轉在5300轉之類的。


續補

如果要以原PO的要求設計一顆引擎

先來分析一下原PO的要求

2.3kg-m @5000 rpm

Max power = 17ps
(就這樣.....)

其他我自行腦補，

首先我會定排氣量在250C.C.(249)，因為這個級距符合扭力需求跟現實

畢竟要用230c.c.榨出2.3kg-m是有難度的，有250c.c.會簡單一點

250c.c. 的最大馬力只要17ps，這是很有難度的

放眼望去，還真的找不到250c.c.只有17p的(四行程NA汽油引擎)

所以根據這個需求，我認定這是一顆經濟取向引擎

因為不需要高轉速來榨馬力，所以定調為SOHC 2V


為了讓馬力不致超過原PO要求，要用一些手段來限制引擎轉速

先從B/S比下手，目標的最大馬力轉速約在5500rpm

我要設計超長行程，讓這顆引擎在高轉時直接受到物理限制無法提升轉速

理論活塞最大速度是24m/s (這個數據在市售車仍然非常有參考價值)

我目標在6500rpm時使活塞速度到達極限值(為什麼是6500rpm? 你管我...)

所以行程設定為110mm，可逆推活塞直徑為53mm (排氣量242c.c.)

這樣可確保這顆引擎拉不過6500，實際在5500就失去轉速延伸性(吧?)

至於進排氣設定最大容積率在5000rpm，就只是設定而已

這樣就省了一個限轉裝置，符合經濟設定

壓縮比也為了符合經濟設定，約抓在9.5附近

因為再高的壓縮比就必須考慮散熱，低於10是相當保險的作法

自然空冷應該就能應付了，反正不拉高轉
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 211.74.242.67
推 OOQ:請問一顆引擎扭力高原（80%最大扭力）的寬窄是哪個地方決定?
引擎的扭力輸出直接來自參與燃燒的油氣當量

也就是說，扭力曲線基本上會跟容積率曲線重疊(基本上啦，還有其他影響條件)

所以扭力高原長什麼樣子，就看容積率曲線長什麼樣子

影響容積率曲線的因素主要由進排氣道設計影響
※ 編輯: wisdom          來自: 211.74.242.67        (09/17 22:49)
※ 編輯: wisdom          來自: 211.74.242.67        (09/17 23:05)
→ Gunslinger:活塞行程也有關 行程長扭力較大 行程短則利於高轉拉馬
→ Gunslinger:之前看到的是這樣
實際上無關，行程短有利高轉，但跟扭力輸出無關
※ 編輯: wisdom          來自: 211.74.242.67        (09/17 23:06)
推 guithawk:我記得，單棵顆活塞愈大扭力就愈大
樓上說行程長扭力大，你說活塞大扭力大。 我說你們去打一架再來好了
※ 編輯: wisdom          來自: 211.74.242.67        (09/17 23:19)
推 eterbless:扭力可看做單次爆炸的輸出 用壓縮比跟排氣量比較很合理
→ voei:......應該是長裙活塞比較能適應低轉高負載的工作環境吧...
推 work901125:這是期中考提= =?.......
→ voei:樓上說的對，至於活塞等機件設計都是可調整的
→ voei:但是e大說的扭力和實際測得的會有落差，就是因為機件設計會
→ voei:先吃掉一部份的動能
→ voei:像活塞襯裙越長，摩擦力及重量越大，引擎動能會被吃越多
→ voei:假如其他週邊條件不變，那其實扭力是會比較小的
推 taiwan71924:太專業了拉大大
→ taiwan71924:可以請你分享一下理想中最優質的重機首選嗎?
→ snowcoat:樓上的問題好難 有人愛低轉大扭力輸出 有人檔檔萬轉
→ donation12:我想看專業原po分析國內常見引擎，並且推薦理想首選
                                                      ^^^^^^^^
這東西不存在
※ 編輯: wisdom          來自: 59.104.147.173       (09/18 07:59)
→ OOQ:110/53已經2：1了，硬拉轉起來感覺屁股會震爆
→ OOQ:對了設定改為OHV，條件會不會比較容易達成
→ OOQ:阿好像搞反了，應該是缸徑大活塞重才比較震
從頭到尾都沒設定要拉轉啊，終轉設定不超過6500，最大馬力5500耶

單缸震動難免的，必要的話再靠平衡軸減震
※ 編輯: wisdom          來自: 203.67.201.230       (09/18 13:16)
推 snowcoat:這顆引擎應該挺適合RV的 有心動耶 XD
→ OOQ:這種低轉的設定感覺適合商用載重或爬山需求
→ a9564208:nighthawk320輸出類似
推 gundamhaha:超專業推