汽车改装秘笈：动力传递之优化

leland

车子上面有什么东西是在转动的呢？方向盘？这个不算了啦……最直观的当然是轮子了，当然还有轮子里面的刹车碟。然后我们顺藤摸瓜地通过传动系统往动力源引擎的方向反推上去，会看到传动轴、变速箱里面的齿轮、自动变速箱的液力变矩器（手动变速箱的离合器）都是在旋转的，最后就是到了引擎部分的飞轮以及曲轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动。且慢，还有一些需要被曲轴带动的装置，是以链条或者皮带的传动，带动链轮以及皮带轮的转动来实现驱动的，例如发电机、空调压缩泵、凸轮轴（顶置凸轮轴）以及方向助力泵等。好了，列举了这么多的部件，都是和今天的主题有关系的，同样也是在动力系统方面的改装（或者说能够提升动力方面的发挥效果）所要涉及的部件，废话少说，正式开讲了。

       与一般的原装车数据只有一个不同，我们在讨论改装车有多少马力的时候，会很本能性地区分出两个数据，一个是“飞轮马力”，一个是“轮上马力”。所谓的“飞轮马力”，就是引擎的“净功率”，也就是在飞轮输出处就测量引擎的动力参数；而轮上马力，便应该理解为“有效功率”，就是引擎动力在经过一系列的损耗之后从车轮量度所得的动力参数。两者之间的差别，大概会落在15%至25%之间，也就是说动力系统的传动效率，最多也只有85%，也就意味着一副号称100匹的引擎，其实真正我们能用到的有效马力只有80匹左右。那么这20匹的马力到哪里去了呢？马力损耗从何而来？传动系统会有一定的摩擦损失，对于手动车型而言大概是占净马力的2%到5%左右，而对于自动挡车型，则会有一定的增加；此外便是运动部件的惰性损耗了，这可以占净功率的13%至25%。惰性损耗是指某些从动部件，在能量传导过程当中需要克服惯性而运动，对能量造成消耗。一个物体从静止到运动，需要消耗其他能量转化为其机械能，而质量越大的物体，要达到同样的运动状态（速度、高度）所消耗的能量越大，也就是惰性损耗越大。于是，我们可以通过减低从动部件的质量，从而降低惰性损耗，而达至提高引擎动力的传动效率。
  
       在物理学的公式中，决定旋转部件的惰性大小的，是一个叫“转动惯量”的物理量，先忽略它是怎样计算，代表的物理概念是什么，总之这个物理量告诉大家，转动惯量越大，表示这个物体越容易保持原来的运动状态，也就是运动状态越稳定，换另外一种说法就是越难改变其原来运动状态。而同样形状的物体，总重量越轻的物体，转动惯量越小。此外，圆柱体、类圆柱体以及圆盘（齿轮、飞轮、皮带轮、轮毂以及轮胎等），即便是总重量相等，但是物质越集中在圆心附近，转动惯量越小，反之就会越大。刚才说到，降低从动部件的质量，对于旋转部件而言，就是降低转动惯量。那么是不是降得越低，传动效率越高，就表示越好呢？
  
       不一定。在某些条件下，“惰性”意味着稳定性。我们以飞轮（以及离合器的从动系统）的运动作为例子来说明一下吧：飞轮是与曲轴固定连接的一个从动运动部件，它的作用就是利用巨大的质量，缓冲爆炸冲程产生的动能，储存曲轴的转动能量，使得引擎运转能够顺畅而稳定。那么飞轮被偷轻了，会导致飞轮储存能量的能力降低，由于飞轮更加活泼，结果有几个：传动效率更高；换引擎转速升降更快；换挡同步过程更流畅；怠速时引擎不稳定；起步会没那么顺畅。可见，这些结果是有利有弊，并非一边倒地百利而无一害或者百害而无一利的。同样地，轻量化的离合器以及轻量化的皮带轮也会有同样的效果。只不过，方才提到的缺点，必要时可以通过重新调整怠速以及试验新的起步方式，通过这些方式都可以克服。而它们轻量化所带来的优点，确实是非常明显。别以为皮带轮本身就那么小的一个零件，要考虑到它本身运动的速度与曲轴不相上下，每分钟旋转数千转，一个比原装轻了0.5Kg的皮带轮，便大约等于汽车总体重轻了20Kg！如果是成功地从皮带轮、飞轮等高速旋转的部件轻量化2Kg的话，便等于车子少装了一个人。
  
       引擎动力在经过了飞轮离合总成之后便会进入变速箱，不过针对变速箱的轻量化改装属于深度改装的层面，因此也可以在这里一笔带过了，除非阁下愿意投资十数万在这5%的传动效率提升之上吧！这样的性价比已经是专业竞技级别的概念了。
  
       要想高效地达到旋转部件的轻量化，来一套铝合金轮圈也是一举多得的事情。高品质的铝合金轮圈除了美观之外，降低车轮行走惰性也是它其中一项非常重要的性能哦。转动惯量与转动物体的半径平方成正比，因此轮圈这个有着最大半径的转动体，每一公斤的轻量化都非常有意义。大家想象一下自己穿着一双又笨又重的工业防砸鞋走路，以及轻便的运动鞋走路，在耗费体能方面的差异，就大致能够明白作为车子的“鞋子”，轮圈以及轮胎的轻量化有着多重要的意义了。
  
       通过对旋转部件的轻量化，我们虽然不能直接地提升引擎的“净功率”，但是却能够通过降低惰性损耗，提高引擎以及传动系统的传递效率，从而提升轮上输出马力。不过有得必有失，原装设计的引擎一定是拥有极高平衡性的，将原装设定的负载减轻，轻量化部品的选择一定要非常慎重，一定要选择质量过关的产品（简单而言就是价格高些）。劣质的产品在制造精度上极有可能存在误差，例如真圆度不够以及动平衡标准不高，这样会导致运转起来会有剧烈的震动，久而久之会影响到引擎固定脚的寿命不说，坐在这样的车子里面根本毫无舒适性可言；另一方面是材质有可能偷工减料，致使在长时间高速运转之后产生变形等问题，最终导致皮带脱轨，甚至笔者还有一位朋友的劣质轻飞轮因为抵受不住高速运转的离心力自己碎裂，碎片击穿变速箱壳直插防火墙的骇人事件。改装有乐趣，但乐趣是建立在稳定性以及可靠性之上的，当然还有实用性，缺少稳定、可靠以及实用的改装，不是人玩车而是车玩人，反倒是一件赔钱买难受的事情了。

fissa

好文。。通俗易懂，都是很实际的DD

kinghighsun

说得很清楚

采姑娘的小蘑菇

飞蛙辛苦了

leland

飞蛙辛苦了
采姑娘的小蘑菇 发表于 2010-9-8 09:04

                               
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    好实用的，咋没人看呢？

枪手与国王

好文章，还在消化中~！~！

leland