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- 柴油发动机天生就比汽油发动机声音大。
- 单缸柴油机更大,不连续。
- 汽油车注重速度,更喜欢舒适的设计。
- 其他因素
拖拉机声(为什么拖拉机那么响)
汽油和柴油内燃机的工作原理是相似的,除了旧的二冲程发动机,现在是四冲程。农村最多见的拖拉机,是上世纪80年代初至90年代末的15-30马力的单缸或双缸拖拉机,还有“三跨车”——同样大嗓门的柴油三轮车。早年,这种“突突突”的声音在农村公路上最常见空。在汽车稀缺的时代,农用卡车不仅可以努力工作,还可以成为一种很好的交通工具。至于噪音和振动,这没什么。
其实,并不是所有的拖拉机都是“突突突突”的。现在很多四缸、六缸的重型拖拉机,都比较平顺柔和。这是因为多缸可以使声音连续,不那么突兀,整体动力输出相对稳定。
拖拉机和三轮车噪音大的主要原因是发动机结构和工作原理。毕竟因为是农用车,其主要目的是为了努力,所以市场需求旺盛。我们可以看到,无论是手扶拖拉机、小型三轮车还是小型四轮农用车,它的发动机功率只有十几到几十马力,但却能轻松拉起几吨货物,因为柴油农用车具有速度轻、扭矩大的输出特点。
柴油发动机天生就比汽油发动机声音大。
无论是单缸、多缸还是同缸数,柴油机的噪声和振动都比汽油机大。虽然它们都是内燃机,但由于燃料特性的不同,它们的燃烧方式也不同。因为柴油的燃点高,活性相对稳定,所以柴油机会采用压燃做功。但压燃的前提是要有较高的压缩比,一旦压燃,会释放出更多的能量。柴油的压缩比很容易达到20: 1,而汽油发动机现在只在15: 1的范围内。此外,由于压缩点火的特点,柴油发动机的气缸直径和冲程都比汽油车大。因为冲程有可扩展的范围,柴油机一般在扭矩输出上更有优势,也就是动力更强。所以柴油机具有高压缩比+长冲程+压燃的特点,做功后释放出大量的能量、振动和噪音。
汽油车注重速度,即发动机所做的功主要用于提高速度。这决定了汽油机高速、高转速的特点。如果想在相同功率下提高转速,就会相对降低扭矩,所以汽油机的缸径和冲程都比较小。此外,汽油车点火做功,压缩比比柴油低,缸径和冲程减小,所以产生的振动和噪音比柴油发动机小。它就像一个气球。当你吹到极限的时候,爆炸产生的声音肯定会比你吹到一半用针爆的声音大很多。
单缸柴油机更大,不连续。
因为气缸的数量可以平衡声音的连续性,我们一方面听到拖拉机“突突突”的声音本来就很响,由于工作的间隔,声音不连续,给人一种突然感。如果是多缸机,尽管声音很大,但至少会平稳连续输出。我们来看看单缸柴油的工作过程。二冲程柴油很少见,大部分还是四冲程单缸发动机。
吸气-压缩-做功-排气。在这四个过程中,只完成了工作。这个过程通过燃烧燃料来发电。在这个过程中,曲轴旋转720度(两圈)带动连杆和活塞上下往复运动。过程如下:吸气时,活塞下到下止点,曲轴旋转180度;当气体被压缩时,曲轴在活塞运行的上止点继续旋转180度,此时曲轴旋转360度,依靠飞轮储存的能量,发动机仍然不做功;压燃做功,活塞从上止点运行到下止点,曲轴继续旋转180度;排气活塞从运行上止点的下止点排出废气。因此,单缸发动机曲轴旋转720度时只做功180度,也就是四分之三的完整工作过程不产生做功的噪音和振动,这种不连续的声音被称为“突突突”或“咯噔咯噔”。最直观的表现就是排气管连续间歇性冒黑烟,远处看不到车。
汽油车注重速度,更喜欢舒适的设计。
功率=扭矩速度/常数。
汽车追求速度和乘坐感。我们知道发动机的扭矩和转速成反比。汽车往往在保证扭矩的前提下,尽可能提高转速来提高动力。由于汽油机的特性,提高转速不利于缸径和行程过大,所以汽油机的缸径和行程都不大,结构上可以减少产生的振动和噪音。
单缸和双缸动机不适合汽车。一方面,气缸数量少,输出功率有限。另一方面,你并不是在开玩笑要一辆舒适的汽车配一个单缸。当然还有双缸汽油车,只是普及度太低,但未来更有可能与混动车结合。所以我们常见的汽车发动机都是偶数缸,偶数缸和四冲程可以很好的控制动力输出的连续性,从而保证噪音输出也非常线性。此外,汽油发动机的噪音比柴油发动机小,所以相比之下汽油发动机的噪音更容易接受。
其他因素
除了结构和原理特点是产生差异的主要原因外,还有噪声控制。汽车通常价格昂贵,用途与拖拉机不同,因此它们在发动机降噪和噪声后处理方面投入更多。可以说,噪音根本不是拖拉机的影响因素,但一定是汽车的影响因素,每一家汽车企业都从未停止过对静音、消音的研发投入。然而,万辆拖拉机和十万辆汽车之间没有可比性。虽然汽车有发动机降噪、排气降噪、消声等后处理方法,拖拉机也有消声,但技术和效果与汽车相差甚远。但如果完全去掉四缸汽油机的后处理,一脚油门的声音不一定“优雅”。