汽车的马力和扭矩
一、是什么决定引擎的扭力和马力,缸径与行程对马力有什么影响。
首先谈谈马力。我们知道,马力表示的是功率,也就是单位时间内做功的多少。如果用N表示功率,N=W/t,其中W是功,t是时间。而功可以用力与位移的乘积来表示。就是我们熟悉的物理公式:W=FScosa 其中F表示力,S表示位移,而a是力的方向与位移方向之间的夹角。在研究汽车发动机活塞做功时,主要讨论F和S对W的影响。
在发动机中,F是与活塞面积和气缸内压强相关的。F=PA,P是气缸内的压强,燃料燃烧产生的压强越大,F就越大;A是活塞顶的面积,我们都知道计算圆面积的公式:A=3.14159D2/4(其中D是缸径)。因此,缸径越大,A就越大,从而F就越大。
而S是活塞的行程,也就是活塞往复运动的位移,等于从上止点运动到下止点所经过的距离。S越大,W就越大。
功率是单位时间内做功的多少,所以还要考虑做功的快慢。同样缸径和行程的发动机,如果转速不同,马力也是不同的。转速快的马力大。
就是说,衡量发动机马力的主要因素有四个、气缸压强、活塞截面积、活塞行程和发动机转速。其中活塞截面积与行程与我们熟悉的名词"排量"直接相关。活塞截面积与行程的乘积AS是一个缸的排量,如果发动机有n个相同的气缸,它的排量就是nAS。
扭矩表示使物体加速转动的能力。一般来讲,汽车发动机的马力大通常扭矩也大。如果用扭矩来表示功率,可以写成公式:N=Mw,M是扭矩,w是转动的角速度。也就是说,刚才我们说扭矩大马力也大的前提是转速相同。如果在马力相同的情况下,扭矩与转速就成反比,转速高的发动机扭矩就会比较小。
二、那么对一部汽车来讲,马力和扭矩意味着什么呢?
扭矩对于一部汽车的意义,在于它的起步加速,扭矩愈大、出现的转速愈低,这部车的起步加速就会愈快。扭矩越大的车,0-100米的加速时间就会越少,在山路上行驶,这样的车爬坡过弯的表现就会很出众,汽车的反应力就会很好。
至于马力,它的意义在于推进汽车的极速表现,马力愈大、发动机的转速愈高,它的加速就会比较强、就有可能跑出更高的极速。
总而言之,马力大,最高极速(Max Speed)就大;扭力大,瞬间加速的力就会很大,起步或突然加速时会比较快。
买车时,有关扭矩与马力,你可以作个重要的参考,当然,也得考虑油耗了。
三、是不是马力越大,扭矩就越大?
如前所述,扭矩是使物体发生转动的力,在马力固定不变的情况下,它与发动机的转速成反比的关系。发动机的转速越快,扭矩越小,反之越大。
四、从马力和扭矩简单认识美国车和德国车
了解马力、扭矩的区别之后,你就会明白为什么美国车极速都不高(如大别克最高设计时速是173公里),因为美国高速公路只能许可开65英里时速?大约105km/h?、因此汽车的最高时速就不是美国车所追求的,但美国车注重起步加速的低速扭矩,加上美国汽油便宜,因此美国车喜欢把引擎排气量做大,以求得货真价实的低速扭矩。但这么做,你发现美国车个子都很大,因为发动机的体积大,壳子不大放不下。
再看德国车。在欧洲汽油不便宜的,因此欧洲车厂擅长以小排气量引擎压榨出更大的马力,希望在节约能源之余、也还能获得不错的动力输出,这就是为什么欧洲车比较多见涡轮增压引擎、机械增压引擎的道理。比如Bora1.8T, PST1.8T,都是这种增压类型的发动机。
还有,德国,高速公路不限制极速,能开多少就开多少,这在一定程度上也刺激的发动机的技术改进,那么好的发动机,高速上不显示出来,那对技术是一种浪费。所以,在德国开车,有机会飙高速,因此一部车的极速表现如何就相对重要!此外,德国车确实是通过技术的手段让发动机体积变小,发动机的紧密程度很高,比如PST和Bora的发动机,非常紧密,但维修拆卸可就苦了修理工了,没有专业工具,那是动不了的。