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同樣工作原理,拖拉機聲音很大,汽車聲音卻很平滑?原來問題在這

  • 由 愛車小先森 發表于 垂釣
  • 2022-06-24
簡介因此,單缸發動機曲軸旋轉720度的過程中只有180度是做功的,也就是一個完整的做功過程四分之三時間不產生做功的噪音和震動,這種不連續的聲音就是“突突突”或者“噔噔噔”

拖拉機發出的聲音是什麼

汽油和柴油內燃機的工作原理都差不多,除了老古董的二衝程外現在也都是四衝程。農村見得最多的拖拉機當屬80年代初期到90年代末期那種15-30馬力的單缸或者雙缸拖拉機,還有就是聲音同樣洪亮的“三蹦子”-柴油三輪車。早年鄉村大路上這種“突突突”的聲音是最司空見慣的,在汽車稀少的那個年代農機車不僅可以出力幹活也是一個不錯的代步工具,至於噪音和震動那都不是事。

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其實也並不是所有拖拉機都是“突突突”,現在很多重型四缸或者六缸的拖拉機聲音還是相對平順緩和的。這是因為多缸可以讓聲音連續一些不至於那麼突兀,它的整體動力輸出也比較平穩。

柴油拖拉機和三輪車聲音大最主要的原因還是其發動機結構和執行原理導致。因為畢竟是農用車它的主要用途還是出力幹活,所以市場的需求是有勁。我們看到不管是手扶拖拉機還是小型三輪車還是小型四輪農用車其發動機的功率也就那個十幾到幾十馬力,但它可以輕鬆拉上幾噸的貨物,因為柴油農用車都是輕轉速重扭矩的輸出特性。

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柴油機聲音本來就比汽油機大

無論是單缸還是多缸或者相同缸數的前提下柴油機的噪音和震動都要比汽油機大。儘管同為內燃機,但由於燃油特性差異它們的燃燒方式是不同的。由於柴油的燃點高活性相對穩定所以柴油機都會採用壓燃的方式進行做功,而壓燃的前提就需要具備較高的壓縮比,一旦壓燃後釋放的能量會更多。柴油的壓縮比輕輕鬆鬆就可達到20:1而汽油機現在累死累活也才在15:1的範圍以內。另外由於壓燃的特性,柴油機的缸徑和行程相對汽油車來說要大,由於行程有可增大範圍區間所以柴油發動機一般在扭矩輸出上更有優勢也就是我們說的有勁。因此柴油機高壓縮比+長行程+壓燃的特性進行做功後釋放的能量大、震動也大、噪音也大。

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汽油車注重的是轉速,也就是發動機做的功主要用於速度的提升。這樣就決定了汽油機的高轉速和高執行速度特性,同功率下想要拉高轉速就相對降低扭矩,因此汽油機的缸徑和行程都比較小。另外汽油車是點燃做功,壓縮比相對柴油低,缸徑和行程減小,所以產生的震動和噪音就比柴油機小。這就好比一個氣球你把它吹到極限爆炸所產生的聲音肯定比你吹到一半用針扎爆要大很多。

單缸柴油機更大,並且不連續

因為缸數可以平衡聲音的連續性,我們聽到拖拉機“突突突”一方面其聲音本來就大,一方面由於有做功間隔所以它的聲音還不連續就給人突兀感,如果是多缸機儘管其聲音大但至少還是平穩、連續的輸出。我們看看單缸柴油做功過程,二衝程的很少見現在大多數仍是四衝程單缸機。

吸氣-壓縮-做功-排氣,這四個過程中只有做功這個過程是透過燃燒燃油產生動力,這個過程是透過曲軸旋轉720度(兩圈)帶動連桿和活塞上下往復運動。過程如下:吸氣時活塞下行至下止點曲軸旋轉180度;壓縮氣體時活塞執行上止點曲軸繼續轉轉180度,此時曲軸旋轉了360度發動機仍沒有任何做功,依靠消耗飛輪儲存的能量;壓燃做功,活塞由上止點執行到下止點,曲軸繼續旋轉180度;排氣活塞由下止點執行上止點排出廢氣。

因此,單缸發動機曲軸旋轉720度的過程中只有180度是做功的,也就是一個完整的做功過程四分之三時間不產生做功的噪音和震動,這種不連續的聲音就是“突突突”或者“噔噔噔”。最直觀的表現就是排氣管連續且間斷的吐黑煙,遠處只聞其聲不見其車。

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汽油車注重轉速,且偏向舒適設計

功率=扭矩×轉速/常數

汽車追求的是速度和乘坐性,我們知道發動機的扭矩和轉速是成反比的,汽車往往是保證扭矩的前提下儘可能拉高轉速來提高功率。又由於汽油發動機的特性,提高轉速不利於其缸徑和行程過大,因此汽油發動機的缸徑和行程都不大,產生的震動和噪音在結構上就能減少。

單缸、雙缸發動機運用到汽車上不太合適,一方面是缸數少輸出功率受限,另一方面標榜舒適性的汽車你弄個單缸不是開玩笑的。當然雙缸汽油車還是有的只不過普及度太低,不過以後和混動組合的可能性更大。所以,我們常見的汽車發動機都是偶數缸,偶數缸配和四衝程能很好的控制動力輸出的連續性,這樣就保證噪音輸出也很線性。再加上汽油機本來噪音就比柴油機小,對比下來汽油機的噪音更容易讓人接受。

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其它因素

除了結構及原理特性是造成差異的主要原因外就是噪音的控制方面了。汽車往往成本高,相對拖拉機用途不同,所以在發動機的降噪和噪音後處理方面比拖拉機投入更多。可以說噪音完全不是拖拉機的影響因素,但一定是汽車的影響因素,每個車企對靜音、消音方面的研發投入一直沒有停止過。而一萬塊的拖拉機和十萬塊的汽車沒有可比性,雖然汽車都有發動機降噪、排氣降噪、消音等後處理辦法,拖拉機也有消音但技術和效果跟汽車還是差遠了。但是如果把四缸汽油發動機的消音後處理全部去掉,一腳油門那聲音不見得多“優雅”。

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