Por qué no se puede construir un coche 100% perfecto - Hablando de la "teoría contradictoria" en los coches
De hecho, un coche 100% perfecto no existe, porque hay muchas funciones o prestaciones en el coche que son "contradictorias". A menudo, si eliges A, no puedes elegir B, si eliges B, no puedes elegir C, como la contradicción entre costo y mercado, la contradicción entre consumo de energía y combustible, la contradicción entre comodidad y controlabilidad, la contradicción entre espacio. y controlabilidad, y la contradicción entre avance tecnológico y confiabilidad, etc. Se puede decir que un automóvil es un complejo de contradicciones. Los ingenieros automotrices influyen, coordinan y equilibran estas contradicciones y, en última instancia, diseñan y fabrican automóviles que se adaptan a diferentes usuarios y necesidades. Primero hablemos de las contradicciones en el automóvil y cómo las resolvieron los ingenieros automotrices.
1. La contradicción entre los costes de diseño y fabricación del automóvil y los precios de venta de los terminales en el mercado.
Creo que todo el mundo tiene esta sensación. El precio de los coches es cada vez más barato y, al mismo tiempo, los coches están cada vez menos equipados. De hecho, esta es la contradicción entre el coste y el precio del coche. Para un ingeniero automotriz, quiere instalar las mejores cosas en el automóvil, utilizar los mejores materiales y tecnología y hacer que el automóvil sea lo más perfecto posible. Ésta es la llamada "cultura del ingeniero". Pero, de hecho, esto es imposible. Hoy en día los coches se han convertido en bienes de consumo masivo, por lo que deben tener precios asequibles. Si utiliza desesperadamente materiales reales para construir un "buen automóvil", el resultado final puede ser alto o bajo, las ventas serán bajas y la gente común no podrá permitírselo. Por lo tanto, los automóviles sólo pueden reducir costos para satisfacer las necesidades del público en general.
En los primeros días, las configuraciones de los automóviles generalmente se reducían y se redujeron algunas configuraciones sin importancia que aumentaban el confort y el lujo. Más tarde descubrí que esto era demasiado delicado. Esto es lo que más valoran los chinos. ¡Cortas todas estas cosas en lugar de matarlas! Poco a poco, las empresas de automóviles han aprendido a ser sofisticadas, lo que le permite ser lujoso en lugares que la gente común puede ver y reducir secretamente las configuraciones en lugares que la gente común no puede ver. Los más habituales son reducir las vigas de acero anticolisión y los refuerzos del techo, reducir la resistencia de los paneles de acero y bajar el nivel de suspensión (doble horquilla a MacPherson, multibrazo a viga de torsión). De hecho, puedes pensar en ello tú mismo. Los coches del mismo tamaño solían ser mucho más pesados y caros que ahora. La mano de obra y los precios han subido, pero los coches son más baratos. ¿Qué tiene esto de sospechoso? ¡Creo que puedes entenderlo!
2. La contradicción entre potencia del motor y economía.
Los motores de automóvil requieren tanto una buena potencia como una economía adecuada. Cómo resolver la contradicción entre los dos es la búsqueda incansable de los ingenieros automotrices. De hecho, la estructura y los parámetros de cada parte del motor son el resultado de un equilibrio mutuo. Aquí hay algunos simples.
(1) Relación de compresión y eficiencia térmica: Generalmente, cuanto mayor es la relación de compresión de un motor, mayor es la eficiencia térmica. Por lo tanto, el motor se ha inventado durante más de cien años, y ahora el. La relación de compresión es sólo de aproximadamente 11:1. El más alto es el motor Sky Blue de Mazda, que se dice que alcanza 14:1, pero también se usa comúnmente. La eficiencia térmica máxima del motor es de aproximadamente 40. Entonces, ¿por qué no aumentar significativamente la relación de compresión y mejorar la eficiencia térmica del motor?
Bajo las condiciones técnicas actuales, si la relación de compresión se eleva demasiado, se producirán muchos problemas irresolubles. Por un lado, si la gasolina está demasiado comprimida, es probable que explote, lo cual es un estado de combustión incontrolable que debe evitarse; por otro lado, si la relación de compresión es demasiado alta, la resistencia de los componentes es necesaria; para mejorar. Sabemos que la relación de compresión de un motor diésel es mucho mayor que la de un motor de gasolina, pero un motor diésel con la misma cilindrada es mucho más grande y pesado que un motor de gasolina porque es necesario reforzar los componentes internos. Además, los motores de gasolina pueden utilizar aleaciones de aluminio, mientras que los motores diésel sólo pueden utilizar hierro fundido.
Además, el motor tiene diferentes requisitos de relación de compresión en diferentes condiciones de trabajo. Es mejor cambiar la relación de compresión en cualquier momento según las condiciones de trabajo del motor. Nissan ya utiliza un motor de este tipo, pero su fiabilidad sigue siendo impredecible. La sincronización variable de válvulas y la elevación ampliamente utilizadas en los automóviles pueden considerarse en realidad como una relación de compresión variable disfrazada.
(2) Diámetro del cilindro y carrera del pistón: en un motor, la relación entre el diámetro del cilindro y la carrera del pistón se denomina relación diámetro-carrera del cilindro. Las diferentes relaciones diámetro-carrera del cilindro afectarán las características de potencia de salida. el motor. Por ejemplo, los motores de nuestros automóviles civiles comunes generalmente usan una relación diámetro-carrera grande, que puede producir un par relativamente grande a bajas velocidades, pero tiene un rendimiento deficiente a alta velocidad, mientras que los motores de carreras generalmente usan una relación diámetro-carrera más pequeña, lo que permite que el motor; para lograr velocidades más altas. Mejorar eficazmente la potencia del motor. Los ingenieros automotrices deben elegir motores con diferentes características de potencia de salida en función de la diferente posición del automóvil. En términos generales, es difícil equilibrar el rendimiento de alta y baja velocidad al mismo tiempo, y sólo se puede favorecer una de ellas.
(3) Longitud del colector de admisión y rendimiento del motor: un colector de admisión largo es beneficioso para el par a baja velocidad del motor, pero el rendimiento a alta velocidad es deficiente, cuanto más corto sea el colector de admisión, mejor será la velocidad a alta velocidad; Rendimiento, pero el par a baja velocidad es menor. Por lo tanto, es necesario que los ingenieros automotrices encuentren un punto de equilibrio en la longitud del colector de admisión para que el motor pueda producir un par más alto a velocidades normales tanto como sea posible. Un enfoque más equilibrado es utilizar un colector de admisión de longitud variable, utilizando un colector de admisión largo a bajas velocidades y abriendo una válvula a altas velocidades para acortar el paso de admisión. Sin embargo, la longitud de este colector de admisión cambia repentinamente y no se puede ajustar gradualmente.
(4) Sincronización y elevación de válvulas y rendimiento del motor: cuando el motor está funcionando, las condiciones de trabajo cambian en cualquier momento y los requisitos de admisión y escape también son diferentes, como el ángulo de avance de admisión, la válvula ángulo de superposición, elevación de válvula Cheng et al. Por ejemplo, se puede utilizar un ángulo de avance de entrada más pequeño a baja velocidad, pero para aspirar más aire a alta velocidad, se debe utilizar un ángulo de avance de entrada mayor, y así sucesivamente. Para los motores normales, la sincronización y la elevación de las válvulas son fijas, por lo que generalmente se diseñan de acuerdo con requisitos de velocidad comunes y es imposible tener en cuenta el rendimiento tanto a alta como a baja velocidad. En el pasado, esto era una contradicción irresoluble. Ahora, utilizando tecnología de sincronización variable de válvulas y elevación, esta contradicción se ha resuelto bien.
3. La contradicción entre el número de marchas de la caja de cambios y la potencia y economía del coche.
En teoría, cuantas más marchas tenga la caja de cambios, más refinada será la distribución de potencia al motor, y mejor será la potencia y economía del coche. Sin embargo, debido a diversos factores como el tamaño, la complejidad y la confiabilidad de la caja de cambios, es imposible que la caja de cambios tenga demasiadas marchas. Actualmente, existen cajas de cambios de hasta 11 velocidades, siendo habitual el uso de cajas de cambios de siete u ocho velocidades. Las transmisiones manuales son generalmente de cinco o seis velocidades, con demasiadas marchas y consolas de operación complicadas. Los camiones grandes tienen un máximo de dieciséis marchas. Este es un caso especial. No todas las marchas se pueden utilizar en el uso diario. De hecho, la transmisión continuamente variable CVT puede, en principio, lograr innumerables marchas, puede distribuir la potencia del motor de la manera más precisa y lograr una mayor economía. Sin embargo, en esta etapa, las cajas de cambios CVT todavía tienen fallas insuperables y no se pueden aplicar a todos los modelos.
4. La contradicción entre confort del coche y deportividad.
Si conduces muchos coches, encontrarás que la suspensión de algunos coches es muy cómoda y suave, pero el balanceo de la carrocería es grande en las curvas a alta velocidad y el coche tiene un manejo deficiente; Otros modelos tienen una suspensión muy dura. Si la superficie de la carretera es ligeramente irregular, se sentirá muy accidentada y la comodidad de marcha será deficiente. Sin embargo, este tipo de automóvil tiene un buen soporte de la carrocería en las curvas a alta velocidad, un ligero balanceo de la carrocería y un buen manejo. Es lo que comúnmente llamamos un automóvil deportivo. Estas dos personalidades diferentes dependen de la puesta a punto del chasis y, en general, son difíciles de equilibrar. El método más común es ajustar la rigidez de la barra de equilibrio para lograr el efecto de "suave al principio y duro detrás". En vehículos de alta gama, el uso de sistemas de suspensión variable puede lograr perfectamente el efecto de "suavidad vertical y rigidez horizontal", que puede tener en cuenta tanto el confort como la deportividad. Sin embargo, su coste es relativamente alto y es difícil promoverlo. en coches familiares normales.
5. La contradicción entre potencia del automóvil y economía.
Es imposible que un caballo corra rápido sin comer hierba. Lo mismo ocurre con los coches. Si la eficiencia térmica del motor no mejora significativamente, se debe consumir más combustible para generar más potencia. La llamada "alta potencia y bajo consumo de combustible" es en realidad sólo un truco publicitario. Si existe tal modelo, inevitablemente se abandonarán algunos aspectos del desempeño. Si miras con atención, verás que la mayoría de modelos del mercado tienen consumos de combustible similares, aunque sean similares en calidad, cilindrada y potencia. Algunos modelos con un consumo excesivo de combustible también se deben al mal nivel técnico del OEM y al mal ajuste general del coche.
6. La contradicción entre el estilo del coche y el coeficiente aerodinámico.
De hecho, en teoría, el coeficiente de resistencia aerodinámica de un automóvil puede ser extremadamente bajo, pero esa forma no necesariamente parece recta y también está lejos del punto de vista estético humano. Por lo tanto, los ingenieros automotrices necesitan diseñar una apariencia que esté más acorde con la estética humana y al mismo tiempo tenga el menor coeficiente de resistencia aerodinámica posible. En general, esto es bastante contradictorio. Un vehículo todoterreno alto y potente parece una caja cuadrada, por lo que el coeficiente de resistencia no será muy bajo. Los autos comunes son demasiado aerodinámicos y se sienten demasiado blandos, pero en realidad el coeficiente de resistencia es bajo; Los ingenieros automotrices diseñarán diferentes formas de carrocerías según las diferentes posiciones del automóvil. Sin embargo, cuanto menor sea el coeficiente aerodinámico, mejor. Considere también el impacto de la resistencia del aire en la estabilidad de conducción cuando el automóvil viaja a altas velocidades. Si la búsqueda de baja resistencia es excesiva, el automóvil puede tener un agarre insuficiente a altas velocidades y puede flotar fuera de control. Actualmente, el modelo con menor coeficiente aerodinámico es el Mercedes-Benz CLA, que es de sólo 0,24.
De hecho, todavía existen muchas contradicciones en el automóvil, como la contradicción entre los neumáticos y el confort y el consumo de combustible, la contradicción entre la dureza de la placa de acero de la carrocería y la seguridad, la contradicción entre el rendimiento de el automóvil en sí y las políticas nacionales, y la contradicción entre el avance tecnológico y la confiabilidad. Conflictos entre ellos, etc. En definitiva, todo tiene dos caras. Hay un lado bueno y un lado malo. No existe un bien o un mal absoluto. El automóvil es un complejo de contradicciones que necesita equilibrar el rendimiento de todos los aspectos para, en última instancia, fabricar el automóvil que sea más adecuado para nuestro uso.
Este artículo es de Autohome, el autor de Autohome, y no representa la posición de Autohome.