同樣為2.5L排量的4缸機與6缸機,是沒辦法直接判定哪個更省油、哪個動力更好的,因為這並不是絕對的、關鍵看一款機器的開發目的是什麼,是為了拉出更高的功率、或者是為了讓輸出扭矩更加飽滿?2.5L排量無論是4缸或6缸,都可以設計成大缸徑、短行程的高速機,也可以設計成小缸徑、長行程的扭矩機!
所以設計目的很重要,兩者之間的比較可能存在各種變量、導致沒辦法得出結論;咱們不妨提前約束一些可能存在的變量;比如缸徑、比如行程,要麼缸徑一致、咱們比活塞行程,要麼行程一致、咱們比缸徑,兩者皆不一致、那麼也就比不出結果了,這就是約束變量的意義,在減少變量的狀態下、去比較結果!
圓柱體的體積公式=底面積*高
衍生排量=π缸徑²*活塞行程
為什麼要提一嘴圓柱體的體積公式?實際上排量可以簡單理解成圓柱體的體積,如2.5L的4缸機,其實就是4個缸(4圓柱)的總體積就是2.5L(每循環吸入或排出流體總量,理解不了就當體積理解),缸徑就是圓柱體的半徑R、行程就是圓柱體的高,咱們設定同為2.5L排量的4缸機與6缸機的缸徑一致!
同樣是2.5L排量,那麼4缸機單缸容積可以達到0.625L左右,而六缸機容積卻只有0.41L上下(約值),如果兩款機器缸徑一致、那麼可以得出兩款機器活塞面積一致,那麼存在差異的就是行程,4缸機行程長、6缸機行程短!
行程1*底面積=0.625L(4缸)
行程2*底面積=0.41L(6缸)
如果上面兩等式底面積一致、那麼行程1就必然大於行程2;也就是説2.5L的4缸機活塞行程要大於2.5L的6缸機;這樣就形成了不小的差異,行程越長、扭矩表現越好(可以理解成連桿推動曲軸時的力臂更長,比如長扳手比短扳手更有勁),而行程越短、則越容易拉出高轉速(對曲軸的壓力小),而且轉速攀升極快!所以凡缸徑大於行程的機器,峯值轉速都很高、且轉速攀升極快!
功率=扭矩*轉速/9550
由這個公式我們很容易看出、轉速越高越能拉出更高的功率,也就是説哪怕機器的排量完全一致、峯值轉速高的功率大;簡單點説就是兩台2.5L機器,一台峯值6000轉、一台峯值8000轉,那麼8000轉的機器功率一定更高!這就好比本田那台2.0L自吸K20A,硬生生拉出230匹的馬力(相當於2.0T),靠的就是超高的轉速!而想讓機器轉速高、轉速攀升快,那麼縮短活塞行程很重要,這時6缸機的意義就顯現出來了!
正如前幾段描述的那般、同樣2.5L機,在保證缸徑一致時、6缸機行程更短,行程越短越容易把轉速拉高,其次短行程、轉速爬的也快;這就好比倆機器,行程短的地板油5秒拉到6000轉、行程長的10秒拉到6000轉(當然這僅僅是舉例子),即便兩台機器功率完全一致,但誰先釋放最大功率、也就能更早獲得最大加速度(友情提示:那些覺得扭矩決定加速度、功率決定極速的朋友沒必要看此篇,因為差太多、先搞清楚功率扭矩之後再説)!
所以那些2.5L排量的6缸機功率一般都比4缸機要大,比如日產的VQ25HR、這就是一款經典的2.5L排量6缸機,它的功率可以輕鬆達到235匹!而目前市面上常見的2.5L排量4缸機功率僅僅在200匹出頭,這就是6缸、大缸徑、短行程帶來的好處!不過劣勢在於短行程設計,導致連桿與曲軸之間形成的力臂變短、力臂短也就導致扭矩輸出不飽滿,反之長行程可以讓連桿與曲軸之間形成的力臂更長,燃燒室做功推動曲軸就更容易、這也就是大家常説的行程越長、扭矩表現越好!
所以同樣是2.5L的排量,6缸機的峯值功率一定比4缸的大,但峯值扭矩一般不如4缸;功率雖然更大、但也得會開,高轉速自吸終究不是崩01的、因為低轉速扭矩釋放不好(導致低轉速功率輸出不足),適合高轉速自吸的舞台是賽道,時刻保持峯值轉速運行、這樣等同於時刻保持最高功率運行從而獲得最大加速度(參考公式:P=F*V,F=ma,加速度a=P/(mv)),而丟掉轉速、幾乎等於放棄比賽!
所以高轉速6缸、4缸機用起來其實並不是想象那般過癮,因為必須要有足夠的時間、空間來拉高轉速;鄙人曾有幸駕駛過一次右舵的S2000(F20C),在擁堵的市區行駛肉得離譜、甚至不如捷達起步快,但轉速一拉過了5300轉、隨着VTEC的嘯叫聲響起車子就如同打雞血一般飛馳,這就是高轉速機器的魅力,而要獲得高轉速、活塞行程就必須足夠短(行程長、還要轉速高對曲軸行程的衝擊極大,其次長行程對轉速的攀升影響是很大的),而同樣的排量2.5L,造6缸的行程會更短、功率自然更大!
令一點在於6缸機無論L6、V6在平衡方面都比L4要強很多(L6先天平衡),不像四缸機那般需要平衡杆、配重塊實現後天平衡(四缸機同樣抖、現在大家覺得四缸不抖是因為經過平衡),所以6缸機的轉動慣量比較4缸機也要低一些(同排量),所以6缸機轉起來除了平順、也更加輕盈,這也是同排量造6缸機轉速攀爬更快的原因!致於油耗?從理論上看同排量6缸大於4缸,而4缸大於3缸!因為同樣的2.5L體積,造6個圓柱的總表面積大於造4個圓柱,而4個圓柱表面積大於3個圓柱表面積(直接給結論,計算公式省略了、感興趣的可以問鄙人)!總表面積越大、等同於散熱面積大,散熱面積大、熱損耗大,熱損耗大、則更費油,這也是現在很多車企無可奈何造3缸的原因、也同樣是6缸機如今越來越少的原因!