
如果你曾经骑过摩托车,那么你一定对摩托车的转速表印象深刻。你会发现,即使是单缸四冲程的汽油机,其最高转速也能轻松超过一万转。相比之下,我们常见的家用车发动机,其红线转速通常只有六千转。
令人惊讶的是,尽管摩托车发动机的转速极高,但它们的寿命却并不受影响。在农村地区,许多车龄超过二三十年的摩托车仍然在路上驰骋。这些摩托车的车主可能并没有使用高品质的机油,甚至有些车好几年都不更换机油,但它们依然能够正常运行,展现出了令人难以置信的耐用性。
家用车却并非如此。它们的最高转速较低,如果你试图像摩托车那样长时间不更换机油,那么很可能会对发动机造成损害。
为什么摩托车发动机能够达到如此高的转速,并且如此耐用呢?这其中有一部分原因是技术上的巧妙设计。下面我们来详细探讨这个问题。
摩托车发动机的高转速是出于无奈的设计选择。这并不代表其技术先进,相反,而是因为摩托车发动机的排量较小,为了驱动一百多公斤的车身而不得不采用这种设计。
摩托车发动机的排量普遍较小,例如家用摩托车常见的125毫升排量,甚至不及一个可乐罐的容量。这样的排量无法产生充足的扭矩,如果直接装到车上,很容易在离合器接合时熄火。
为了解决这个问题,设计师们不得不增加各个档位的减速比,以放大有限的扭矩。如果只增加减速比而不提高发动机转速,那么摩托车的速度将非常缓慢,甚至可能无法超过自行车。摩托车发动机被设计成具有偏高的转速,以弥补扭矩的不足。
那么,高转速带来的磨损问题又是如何应对的呢?摩托车发动机采用了两种主要方法来控制磨损。
首先是采用短冲程、大缸径的设计。在排量一定的情况下,缸径越大,冲程就可以越短。冲程越短,发动机每转一圈时运动的距离就越短,从而降低了的线速度,减少了的磨损。
其次是摩托车的自重较小。例如常见的125摩托车,自重普遍在130公斤左右,所需的驱动扭矩也相对较低。加上各个档位的减速比较大,所以在驱动车辆时,发动机各个部位所承受的力是有限的。
相比之下,家用车就不同了。它们的自重普遍在一吨以上,发动机的最大扭矩也轻松超过上百牛米。家用车需要应对更多的低速行驶工况,如果采用高转速发动机的设计思路,可能会面临频繁的熄火问题。高转速发动机的油耗也较高,这也是家用车发动机不采用这种设计思路的原因之一。家用车发动机通常采用小缸径长冲程的设计思路,以提高燃油经济性。摩托车发动机的高转速主要是由于排量较小而不得不采取的设计选择。而高转速技术路线的最大缺点则是油耗较高,这在注重燃油经济性的今天并不适用。
