一、动力对汽车操控的影响及其相关物理原理
本质上说，动力对汽车操控有两方面影响：
- 加速快慢
- 极速高低
本质上，决定”加速快慢“和”极速高低“的都是”功率“，或者说”轮上功率“。而发动力是汽车功率的唯一来源，而变速箱的作用是根据不同形式工况（例如上坡、低速起步、高速再加速、匀速巡航等）将轮上功率合理分配为不同比例的轮上扭矩和车轮速度。
- 变速箱对动力操控性的影响：在同一台发动机前提下，轮上扭矩和车轮转速之间，按照功率守恒原则进行互相转化。转化的上限受发动机功率制约，变速箱只能在发动机功率的范畴内进行最大程度的扭矩/转速调节。
- 发动机对动力操控性的影响：而一台发动机的扭矩越大（例如涡轮增压发动机），在同样转速前提下，则可以获得更高的功率。提升发动机功率是整体提升汽车动力操控性的最根本的源头。
所以，单纯论动力操控性而言，发动机和变速箱各自都发挥了重要的作用，缺一不可。
加速快慢背后的物理原理
从公式可以看出，要获得更快的加速度，可以有两种改进思路：
- 降低汽车质量，例如拆空等手段
- 增加施加加汽车上的驱动力力
这里暂且不谈降低汽车质量这个方向，我们来重点看看提升施加在汽车上的驱动力这个方向。
接下来的问题是，这里所谓的”施加在汽车上的驱动力“具体是什么力？要注意！对于常规意义上的民用汽车，汽车和地面唯一的接触部件就是轮胎，所以汽车的所有驱动力都来自于轮胎和地面摩擦所产生的反作用力。所以，这里就引出了影响汽车动力的第一个影响因素 -- 轮胎摩擦力。高性能的运动轮胎（例如半热熔）可以带来更好的摩擦力，进而可以给汽车提供更强的驱动力（同等发动力功率前提下）。
那施加在轮胎上的驱动力又是从哪里来的呢？
这里就要引出扭矩的概念，汽车的发动力和传动转置，全部都是基于杠杆原理来实现力的传递与放大缩小的。
本质上，轮上扭矩是最终决定一辆车加速性能的直接因素。
因此我们可以改用更小外径轮胎，即用更小轮上扭矩换取更大驱动力。
到了这一步，我们要注意一点，发动力扭矩和轮上扭矩之间不能画等号！它们之间还隔着变速箱、差速器、各种齿轮传动等等部件。
我们继续往前追溯变速箱，它们是轮胎转轴扭矩的来源。这里就要引出齿轮转动的线速度和角速度原理了。
变速箱利用不同大小齿轮的匹配来实现对发动机扭矩的放大和缩小。
这里以提速场景，需要更大扭矩的场景为例说明如何获得更大的变速箱输出扭矩。总共有四种渠道：
- 发动机转速不变，变速箱换入低档，以此获得更大的扭矩
- 发动机转速提高，变速箱档位不变，以此获得更大扭矩
- 发动机转速提高，变速箱换入低档，以此获得更快的扭矩提升
- 发送机转速和变速箱档位不变的前提下，改用大尾牙，即改用更大减速比的主减速器齿轮，以此来实现低档位更大的扭矩
简单聊完了变速箱，我们继续往前追溯扭矩的终极源头，那就是发动机。
在理想模型下假设不存在传动损耗的前提下，发动机功率和轮上功率是相等的，而不管扭矩和转速如何分配，在同一时刻功率总是守恒的。
发动机的扭矩和转速，在传递到车轮的过程中，可以进行任意比例的转换，但是功率永远不会凭空产生和消失，在每一时刻都是守恒的。 而这里之所以要对扭矩和转速进行不同比例的分配，是为了适应汽车行驶过程中的不同工况。
极速高低背后的物理原理
前面说到，扭矩决定了汽车加速性能，这是第一个影响汽车动力操控性的因素。影响汽车动力操控性的第二个因素就是极速高低。通俗说就是这台车极速能跑到多少km/h。
所谓的汽车的极速，本质上是汽车在极速匀速行驶时，汽车的驱动力和外部阻力合力形成了均衡。
而在汽车外部阻力合力中，空气阻力是最主要的因素，这就是为什么当前最新的车型都要极尽优化空气动力学，并将空气阻力作为产品卖点之一。
从功率的角度来理解极速允许行驶，就是发动机输出的全部功率都只能用于克服汽车行驶时外部的阻力合力做功。
我们前面说过，功率不会凭空产生和消失，在特定时刻轮上功率是固定的（功率大小由发动机特性决定），所以轮上转速和轮上扭矩只能按照特定比例进行分配。因为发动机功率不能无限增大，所以”转速*扭矩“也不能无限增大，同时外部阻力（主要是空气阻力）又随着车速不断增大，所以理论上汽车一定会在某一时刻达到一个平衡，即：
最大车速 * 驱动力（等于外部阻力） = 最大功率
此时，汽车就处于极速了，再也无法继续提速。
前面说过，发动机是汽车上唯一产生功率的来源，而实际上，发动机功率也不是一个恒定量，而是存在着不同的工况功率。之所以发动机功率不是一个恒定变量，本质上是因为发动机在不同转速的时候进气量不同进而导致气缸产生的做功功率不同。
我们接下来来分析发动机在不同工况下所产生的功率情况，有一个专业术语叫”发动机万有特定图“。
二、发动机万有特性图和汽车各个行驶工况之间的关系
万有特性图基本原理
前面说过，严格意义上，轮上动力才是车辆动力的最终决定因素，从发动机到车轮，中间经过整个传动系统。相应的，传统系统的效率和传动比会决定发动机能量的传输效果。
但发动机的功率并不是一个恒定想，我们这一章来学习一下发动机的动力输出逻辑——也就是发动机标定。
相同转速不同负荷下（不同油门）对应功率扭矩大小——发动机万有特性（还包括燃油消耗），日常驾驶可以直观感受到。发动机外特性是衡量发动机可以达到的最大性能，是整个动力性能的基础反映，至于这个性能使用多少，就是标定来决定，这也是相同发动机有高低功率版的根本原因。
整车厂的发动机标定，主要通过调整点火提前角、喷油正时（包括喷油时机、喷油量）来达成动力、排放、经济性，乃至于NVH性能的统一、妥协。同时决定相同转速不同负荷下的功率、扭矩、燃油消耗形成发动机万有特性图。这个图上可以找到我们日常驾驶时各工况下对应的动力输出、油耗。
发动机万有特性曲线图，也叫MAP图，其中，
- 平均有效压力是指单位气缸容积内所做的有效功，用来衡量发动机做功能力。
- 纵坐标有两部分组成，左侧纵坐标表示扭矩，右侧纵坐标表示缸压
- 横坐标表示转速
- 实线表示燃油消耗率，单位是g/kw
- 虚线表示功率。每一条实线和虚线上数值大小相同，所以也被称为等油耗率曲线、等功率曲线。
利用这张图，就可以找到同一转速下不同负荷的动力输出，也可以找到。每个转速下都有一个最大功率输出点，同时对应一个最大扭矩，此时的功率和扭矩就是“地板油”时的动力——外特性输出。
同时，也能看到部分负荷特征时，输出的功率扭矩基本成线性分布，可以这么理解——外特性的输出特征决定了部分负荷的输出特征。所以外特性可以比较准确的衡量发动机动力性。
万有特性曲线可以确定发动机最经济的工作区域，针对该款发动机，经济性最好的区域是图示黄圈位置。油耗最低，转速集中在2800-3200转，对应功率分布在25-32kw，扭矩在81-102N.m区间内。
每款发动机万有特性不一样，经济性区间也不一样，不能一概而论什么转速区间油耗低。
比如这款汽油机经济性最好的区间是1800-4100区间，对应功率涵盖17-46kw，扭矩86-120区间。
就经济性来说，希望这个等油耗率曲线覆盖更大的转速区间，同时功率扭矩输出区间也尽可能大，这样可以覆盖更多的工况。
发动机万有特性如何影响传统燃油车的动力经济性
与船用、发电机用的发动机不同，根据汽车理论的知识，汽车发动机的转速与整车的车速耦合，扭矩与整车的阻力耦合，发动机功率与整车需求功率耦合。所以车辆正常行驶过程中发动机的工况点会散布在万有特性图中。
在万有特性曲线中增加两条白线分别为四档、五档的阻力线（示意！非实际阻力！），和A、B、C、D四个工况点。
举一个例子解释阻力线，例如：A点在五档的阻力线上，表示该车辆如果要在5档发动机转速为3000，发动机输出的扭矩不能够小于A点对应的扭矩值。
那么ABCD四个点之间又有什么关系呢？
- A与B：功率相同，扭矩转速不同，由于功率相同可以认为，在B点从四档升五档后发动机工况点迁移至A
- B与C：转速相同，但是扭矩、功率均不同，且B点时变速箱只能工作在四档；
- C与D：转速相同，比油耗相同，功率扭矩均不同。注意这里是比油耗(g/kw·h)相同，由于D点的功率比C点大，所以燃油消耗量（kg/h）上D一定会大于C点。
严格上来说不能说ABCD四个点哪个更好哪个更差，只能说ABCD四点是发动机对四种不同工况所做出的响应。
上面图片运行NEDC循环工况后，统计的发动机工作点。可以看到发动机大部分都工作在低负荷区，这个区间的比油耗大、效率低，尤其是汽油机表现更为突出。
那么，针对传统燃油车的劣势混合动力汽车上发动机工作点又是如何控制的呢？
混合动力汽车发动机工况分析
混合动力汽车中，由于系统中加入了电机，使得发动机的控制变得非常灵活。对于整个系统来说，只要发动机提高的效率大于机械能与电能转化的效率损失就能够达到节油的效果。
正如上面介绍的比油耗（g/kwh）反应的是发动机从化学能转换为机械能的效率，那么就能从万有特性中找到一条燃油最优工作曲线（Optimal Operating Line）。
图上有两个工况点A与B，由于有了电机的参与。
- 当整车需求扭矩在A点时，可以让发动机工作在C点，A到C之间的扭矩由电机提供
- 当需求扭矩在B点时，也让发动机工作在C点，B到C之间多余的扭矩利用电机转化为电能
由于屏蔽了发动机低负荷区，经济区占比较大转速范围的阿特金森循环发动机很受混合动力汽车的青睐。当然混合动力的构型也决定了发动机的控制方式，上图的让发动机处于最优工作曲线适用于并联、混联、功率平衡策略的增程式构型。
以下介绍另外两种工况分布：
上图为功率分流构型的发动机工况点。发动机固定转速，根据需求的不同控制输出功率。
还有一种就是发动机定点工作，通常用于单点或多点工况的增程式构型上，根据整车功率在ABCD四个工作点进行转换。
通过以上内容可以总结得到：混合动力节油的“秘密”是通过负荷转嫁的方式，提高了发动机的效率，避免发动机工作在万有特性曲线中经济性恶劣的区域。参考链接：
http://www.autochinazh.com/news/2093.html https://zhuanlan.zhihu.com/p/75598796
三、导致发动机功率变化的因素
增大进入发动机空气量方向
空燃比的概念。
发动机动力产生原理。
是空气在实际做功。
1、扩大发动机排量
2、涡轮增压器
利用增压器，将更多空气压进发动机气缸。
3、NOS方法
3、高流量空滤
4、冷撞风进气
5、提高发动机转速
提高单位时间内进气量。
优化发动机燃烧效果方向
1、刷程序
改变点火角
改变节气门开闭时间
2、外挂电脑
3、往气缸内喷酒精和水降低气缸内温度
4、提升点火能量
5、更换更高性能火花塞
标签：操控,--,扭矩,动力系统,发动机,汽车,工况,功率,转速 From： https://www.cnblogs.com/LittleHann/p/17726824.html