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为什么你的车总是思考人生?

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“轻踩不走,重踩直窜”的现象是为什么呢?



“思考人生”这个词用在汽车上形容当你踩下油门,车身动态没有随着油门的深度变化而变化,往往要隔半秒到一秒时间,才会“给力”并展现出你想要的加速效果。这个时候有人会说了:“就是平时说的涡轮迟滞嘛”。


其实涡轮迟滞是汽车“思考人生”的一种,要更深入了解这个问题,请接着往下看。


1. 需要加速时,动力系统内部发生了怎样的变化?



当你需要起步或者超车时,大家都知道要踩油门。而踩下油门后,自动挡的车型通常会降档,传动比增大,带来了更高的发动机转速和更大的发动机噪音。转速一高,带来两个好处:


A:传动比增大后输出扭矩增大

B:发动机转速升高具有更大的功率


于是降档后汽车就拥有了比之前更好的加速能力。踩油门的降档工况称为(Power-onDownshift),而急加速踩大油门被称为(kickdown)。所谓“思考人生”,指的就是kickdown需要的时间过长或者是kickdown过程中车辆的动力不足。


概括来讲,踩了不走,过半秒动力才来,特别是在超车时能急死人。


2. 你的车为什么反应这么慢?


那么哪些车更容易“思考人生”呢?车辆加速反应慢的重要原因之一是发动机增矩能力有限,这种现象更容易出现在小排量涡轮增压发动机上。


我们来看看踩下油门后涡轮增压部分的工作原理:


下图是废气涡轮增压器工作原理图。从气缸排气门排出的废气(深蓝色)推动废气涡轮(图中14)旋转,带动与之相连的压气机(图中12),将新鲜空气压缩,经过中冷器(图中5)冷却后推入节气门(图中2),增加了进气量。



当车辆不踩油门滑行时,节气门开度很小。此时废气涡轮转速很低,或者根本没有旋转,如果是1.4T,那么它此刻只有一台1.4升自然吸气发动机的动力水平。再次踩油门后,建立废气流,并推动废气涡轮加速旋转需要一定的时间。因此扭矩响应存在迟滞,我们称为“涡轮迟滞(Turbo lag)”。如果能减少废气涡轮的惯性(家用车通常不会采用成本更高的低转动惯量涡轮),则其旋转加速能更快,能在一定程度上减少涡轮迟滞。(但并不能完全消除!)


下图是同一辆车装配2.0升自然吸气,以及1.4升涡轮增压发动机的扭矩响应对比(仿真值)。我们可以看出,该1.4升增压发动机直到4秒之后,其扭矩才超过2.0L发动机。因此,装备小排量涡轮增压发动机的家用车在加速时总会给人一种先“肉”一会儿,然后突然打鸡血爆发的感觉,即“轻踩不走,重踩直窜”。



3. 厂家:“怪我咯?”



我国消费者普遍喜欢购买同等价位下更大的车。因此会出现大多数消费者在第一次买车时,不知道自己对动力性的需求,表示够用就好,上下班开,买买菜。各企业同一款车的不同配置,排量更小的,总是销量更高。



中国的城市路况由于更多拥堵,车辆会更加频繁地换挡,因此多数消费者对换挡顿挫更加敏感——至于大油门的加速性能则并不是太在意。各种综合因素的结果,中国市场的畅销车型,发动机动力往往偏弱,更容易出现“思考人生”。


在去年的一篇导购稿里,我曾经提到国家对小排量车型购置税优惠的政策(10万元的车可以省好几千购置税),造成了小排量车受到消费者的青睐。因此我们看到厂家一个劲儿地出小排量车型。



如果你之前没有买车的经验,到4S店看车时销售小哥在车型动力时通常会说:“这个车用的现在流行的小排量涡轮增压发动机,优点是省油,动力大。”但他不会告诉你起步很“肉”,直到车买回去了在城市里走走停停你才体会出这种缺点。”这么说来,“思考人生”是不是涡轮增压车的专利呢?


其实“思考人生”并非涡轮增压发动机所特有,不同的自然吸气发动机之间,扭矩响应能力也有所差别。直喷、双喷射、VVT等技术能轻微提升扭矩响应速度。但只要是发动机排量过小,而整车质量又较大,出现了“小马拉大车”的情况,降挡加速就会难以达到驾驶员预期,这才是问题的本质。


4. “思考人生”的救药:运动模式



在运动模式下,整个动力总成有很多不同的标定设置。变速箱会让车辆更晚升挡,更早降挡,其结果就是车辆普遍在更高的发动机转速下运行。此时发动机有更好的扭矩响应能力,在降挡过程中既能提供足够的扭矩传递到离合器,保证动力连续性和换挡过程中的加速感,又有足够多的扭矩可以用于提升发动机转速,迅速完成换挡。但这种做法的缺点也是显而易见的:费油。


5. 拓展探讨:超跑的“热血人生”



说完了家用车,我们把探讨领域稍微扩大一点到性能车。在某款车型试驾会之后,媒体老师们喜欢用“换挡速度很快,几乎无顿挫,感觉不到变速箱存在”来形容一款车的传动系统标定优秀。这种评价对市面上90%车型适用,还有10%是追求极致的换挡速度而牺牲舒适性的标定。



我曾看过一个视频,叫“The world’s greatest drag race”(世界最牛X直线加速赛)。十几辆性能车排成一排,从BRZ到兰博基尼大牛,从200马力到700马力。我注意到的不仅是精彩的比赛结果,还有主持人说的一句话:“如果你想让一个妹子尖叫,把她放进一辆兰博基尼里。”


只看视频可能感受不深,不过在这类超跑全力加速时,每一次换挡你都有一种被踢一脚的感觉,这要是发生在某10万级家用轿车上,老师们早就怒发冲冠了,并BB一句:“这顿挫,什么破车!”


超跑换挡有如此大的冲击,原因在于踩下油门后,发动机产生了更多扭矩,扭矩被一分为二:一部分克服发动机飞轮本身的惯性,提升发动机转速;另一部分传递给离合器用于驱动车辆前进。工程师要标定一辆超跑,就是调节一系列参数,控制质量部份扭矩的分配比例。


急加速时为了获得更快的换挡速度,必须要有更大的惯性扭矩,于是离合器扭矩必须更小,传递给离合器的扭矩低谷时间虽然缩短,但是深度加深,驾驶员会感觉到更强烈的扭矩中断,踩油门的瞬间就像踩了一脚刹车,之后紧接一个迅猛的推背感,严重影响换挡平顺性,这就是感觉“被踢一脚”的原因。


6. 总结


变速箱具备动力分配的能力,把发动机扭矩分成离合器扭矩和惯性扭矩两部分,就像切蛋糕一样决定两边的比例,但是变速箱无法创造一块更大的蛋糕,只能在“平顺而缓慢的换挡”和“迅速但有中断感的换挡”中选取合适的平衡,这种选择,跟这辆车所追求的性能(更舒适还是更运动)有关,有时也会注入标定工程师自己的偏好。


更强大的发动机是目前最接近完美的解决方案,在大油门加速工况下,只有配合更强大的发动机,变速箱才能既平顺,又迅速地完成换挡。标定工作对驾驶感受有很深刻地影响,但是无法超越硬件本身的物理限制。哦对了,厂家研发出了一种新玩意儿---电子涡轮,配合48V车载电源能够完全消除涡轮迟滞,它到底有多“黑科技”?我们下回分解。

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