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隐藏在扭力和马力数据后的秘密大揭秘

来源:无敌汽车网 文:劳华昕 图:网络 鸣谢: 审:R.P

2017-06-12

[导读] 相信所有接触过汽车的朋友都知道,通常衡量一台汽车的引擎动力大小,往往都会使用马力(功率)和扭力(扭矩)两个指标。坊间对这两个性能指标都有不同说法,比较多人接受的是“马力代表极速,扭力代表加速”。也有比较资深的车迷朋友信奉“Horsepower for sale,Touque for Race”(马力用来卖车,扭力用来赛车)。那究竟扭矩和马力之间有什么关系,它们又代表着汽车的什么性能。关键是,它们之间谁更能说明汽车性能呢?这篇文章就为大家简单介绍一下。

相信所有接触过汽车的朋友都知道,通常衡量一台汽车的引擎动力大小,往往都会使用马力(功率)和扭力扭矩)两个指标。坊间对这两个性能指标都有不同说法,比较多人接受的是“马力代表极速,扭力代表加速”。也有比较资深的车迷朋友信奉“Horsepower for sale,Touque for Race”(马力用来卖车,扭力用来赛车)。那究竟扭矩和马力之间有什么关系,它们又代表着汽车的什么性能。关键是,它们之间谁更能说明汽车性能呢?这篇文章就为大家简单介绍一下。

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大家都知道引擎的工作是通过燃油在气缸内燃烧推动活塞,而活塞通过连杆曲轴转动,从而输出动力。而这部分输出的就是曲轴扭力。可以说,汽车是由引擎产生的扭力传递到轮胎上来推动和加速的。而功率,就是在单位时间内引擎所做的功的大小,简单理解就是可以在一定时间内将一定重量的车推多远。扭矩和马力可以使用一个简单的公式来转换:

功率(千瓦)= 扭矩(牛米)*引擎转速(转/分钟)÷9550

实际上,汽车引擎输出的马力是不能直接测定的,而扭矩则是可以直接测定的。因此无论是实验室还是马力机,所测定的均是扭矩输出,而马力就是使用上述的公式通过扭矩输出和当时的引擎转速换算而得。而实际上引擎除了输出扭矩以外,还输出了引擎转速,而引擎转速是和汽车的速度以及功率息息相关的。结合扭矩和引擎转速得出的引擎功率,更多的是描述在某转速下引擎改变曲轴转动速度的能力大小。

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图:引擎输出的除了扭力,还有转速。而马力数据则是通过公式换算出来的。而轮上马力就是轮上扭矩和轮上转速的换算而得,基本等于引擎的功率输出。

 

内燃机是一样很有趣的机器,由于各种惰性的原因(包括进排气的惰性、气缸内部件的摩擦和重量造成的运动惰性等等),内燃机的效率并不是一成不变的,而是随着转速的改变而发生改变,因此在不同转速下输出的扭矩也会发生变化,从而形成不同的引擎输出特性,于是就产生了我们所说的扭矩曲线和马力曲线。譬如两副排气量相同的引擎,可能会产生相同的最大扭矩,但其最大马力却会有较大的差异;或者说产生相同最大马力的引擎,最大的峰值扭矩也会发生差异,这一切都源于引擎不同转速下输出的扭矩差异。因此我们在讨论引擎马力和扭矩数据的时候,如果脱离了转速而单独讨论峰值的话,是没有任何意义的。

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图:由于设计相当多的原因,引擎输出是呈现曲线的形式,因此不同的扭力马力都和引擎转速的变化息息相关。

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虽然说扭矩是引擎产生的最根源的力量,但是由于它和转速的关系,所以对汽车的性能产生了不同的影响。通常讨论汽车的动力性能,会从极速和加速两个方面去描述。

我们知道,加速度=力/质量,因此汽车的加速力是由扭矩决定的。但是大家往往忽略了一个问题,让汽车加速的扭矩是轮端的扭矩,而不是由发动机的扭矩直接驱动。由于发动机的扭矩实在比较小,于是聪明的汽车设计师设计了“变速箱”这个东西。变速箱是在描述马力和扭力时最重要的参与部分,变速箱扮演的就是将引擎的转速降低,将扭矩提升的角色。因此在将引擎的扭矩放大变成轮上扭矩的同时,也将引擎转速降低变成轮上转速。轮上转速越低,极速越低,因此可以知道,齿轮比越大,极速越低,加速力越高。一些引擎扭矩比较小的汽车,也能通过使用较大变速比的变速箱去提升轮上扭矩,来获得较好的加速力量。而扭矩较大的汽车,也可以使用较低的减速比来获得更高的极速表现。因此,决定这台汽车实际加速力的并非发动机的最大扭矩。

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图:变速箱是在马力扭力里面最重要的参与部分。变速箱就是将引擎的转速降低,将扭矩提升的角色。因此在将引擎的扭矩放大变成轮上扭矩的同时,也将引擎转速降低变成轮上转速。

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图:通常我们说扭矩决定汽车的加速力,但忽略了实际上“扭矩”是指轮上扭矩而非发动机扭矩。

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图:由于有变速箱的原因,轮上扭矩可以通过变速箱放大,因此单独谈论引擎的最大扭矩其实并不能充分说明汽车的加速性能。引擎扭力较小的汽车也能使用像“大尾牙”这样的大减速比齿轮,来获得和扭力较大的汽车一样的轮上扭矩。

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图:引擎扭力和马力较小的汽车也能通过使用相当大的减速比,获得更强的加速能力,缺点就是要放弃引擎转速,换句话说就是极速降低。实际上,由于要保证有基本的极速表现,因此在高速域的齿比不能放大,因此实际高速域的轮上扭矩输出并不大,加速能力也就逐渐降低。因此很多小马力的汽车使用大齿比,虽然在头段的加速能力能媲美马力更大但齿比更疏的车款,但速度越高,两者加速能力的差距就会越明显。

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