花花心心
我是绿芯工程师。我来回答。
朋友们在买车之前,肯定都会查看车辆的动力参数。对动力性有要求的小伙伴,更是希望马力、扭矩越大越好。但当你面临下面两款车时,怎么选?
首先题主问题里,马力和功率是一个概念(以下统称功率)
马力和扭矩,哪个更能体现动力性?排量和这两者之间有什么关系?以下是详细的回答。
首先,解释下功率、扭矩、转速 这3个参数和汽车动力性之间的关系:
01 最高车速由最大马力(功率)决定
功率与车速存在以下关系:
一定功率下,随着车速升高,驱动力逐渐减小,但是行驶阻力越来越大。当驱动力大小等于阻力时,车辆就达到最高车速了。
如图所示:驱动力和行驶阻力的相交点即为最高车速点。功率越大,相交点的车速越高。一般汽车设计时,会尽量让相交点的工况处于动力源最大功率点。
02 任何车速下,加速度由当时的输出功率决定,而不是最大功率
假如忽略行驶阻力,加速度与功率存在一个关系。因此如果车速确定,加速度就跟功率唯一相关。
03 只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。
如果对应转速不高,即使扭矩很大,相乘得到的功率也不大。另外,如果最大扭矩对应的转速范围窄,只是某个转速点扭矩大,那么对动力性的影响也是较小的。
另外,其实动力源扭矩大小跟动力性本身没有直接关系。加速快慢是由轮端驱动力决定的,轮端驱动力的大小只跟功率和车速有关,因此其实真正决定动力性的是功率。
小结:最大功率决定最高车速。任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。
作为一般用户,能完全理解这几句话就相当可以了,至少能够做到不被厂家的宣传数据所迷惑。但是作为喜欢刨根问底的工程湿,搞明白这些还不能满足,因为有些问题仍没法解释,比如:
为什么相似功率和扭矩数据的自吸发动机和涡轮增压发动机,自吸的车加速感受明显比增压的强?
为什么越野车大多装载自然吸气发动机或者柴油机,强调低速大扭矩?
为什么豪华轿车如劳斯莱斯,6.7L排量的发动机,最大功率只有400多kw,扭矩却有惊人的900Nm?
对于这个问题,有一个到位的表述:
动力性影响因素除了最大扭矩、最大功率、不同转速范围的扭矩和功率外,还有不同转速不同扭矩下的扭矩响应速度。事实上,对于日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响更大。
问题来了:
01
什么是扭矩响应速度?
举个极端的例子:假如一款车的发动机,在1000rpm~6000rpm转速范围内,都可以输出900Nm的扭矩,很惊人了吧?但是如果告诉你,从踩下油门开始,需要经过3秒时间发动机才能达到这个最大扭矩,那这个惊人的900Nm还有用吗?对直线加速可能还有些用吧。。。
当然,前面假设的3秒的响应时间夸张了,实际涡轮增压发动机
0.5秒左右的延迟是有的,视海拔、气温、转速等情况而定,而这0.5秒体现到驾驶感受上,影响就很大了。又一个问题来了:
02
为什么自然吸气发动机扭矩响应
会比涡轮增压发动机快?
这就要提所谓的“涡轮迟滞”了。涡轮增压机的原理简单来说就是利用排气的能量带动涡轮旋转给进气增压,从而在排量不变的情况下增加进气,提高功率。但是午餐没有免费的,利用了排气能量,但是增加了排气背压;增加了进气,但是等待涡轮提速需要时间。下图所示是两种发动机的扭矩响应示意图:
驾驶员踩下油门,VCU对发动机的目标扭矩如蓝线所示,理想的情况当然是发动机扭矩紧跟目标,不大不小(这就是所谓的“跟脚”),但实际情况我们看到了:
· 自然吸气前半段响应快,但是很快达到自己的极限了;
· 涡轮增压虽然最终能够达到扭矩目标、极限高,但是中间经过了很长的响应时间。
大部分日常驾驶工况,驾驶员不会把油门踩到底,也就不要求发动机扭矩出到极限,这样一来前半段扭矩响应快的自然吸气发动机,就会带来更加强烈的加速感。
最后一个问题:
03
响应最快的是什么车呢?
扭矩响应最快的是电动车,因为电机扭矩响应的速度大约在30ms(0.03秒),大约比发动机快10倍!
由于此前很长一段时间我一直在研究混合动力汽车,顺便再提一下混合动力汽车的一个优点:我们常说的混合动力汽车的一个优点是电机可以调节发动机负荷到最佳经济区间,从而减小油耗。这是从经济性的角度,其实从驾驶性的角度,混合动力汽车的还有一个重要优点是扭矩响应快。快到什么程度呢?几乎跟电动车一样快!
因为当发动机扭矩响应速度跟不上指令时,电机这时候可以进行补偿,发挥其响应快的优势。例如上汽EDU二代混动系统,在并联模式下,当驾驶员快速踩下油门,发动机的扭矩响应无法快速跟随驾驶员的指令时,这时候电机就可以发挥其响应快的优势,补偿发动机来不及响应的那部分扭矩。混合动力其实很好玩,如果大家感兴趣,以后有机会再展开说。
以上就是自然吸气发动机扭矩响应会比涡轮增压发动机快的原因了。
关于涡轮增压,这里稍微再多讲一点,为下一个问题做点铺垫:我们已经知道涡轮迟滞了,那怎么做可以减少迟滞呢?
方法1:减小涡轮惯量
方法2:增加排气能量
我们要说的是方法2,增加排气能量怎么增加?当然是提高发动机转速了,这也就解释了涡轮增压发动机低转速大扭矩不行的名声。
如果你发现自己的涡轮增压车总是不跟脚,尝试切到S档,绝对会发现跟脚的多,因为S档会自动推迟升档点,让发动机维持在高转速。
我一开始的疑惑是:高功率为什么不行?发动机低速扭矩不够,我降挡还不行么?
其实我们忘了动力系统中的一个小兄弟:离合器(或AT的液力变矩器)。离合器简单来说就是连接发动机和变速箱的连接件,特别的只是,这个连接件可以处于3种不同的状态:(1)脱开;(2)接合;(3)滑磨
越野车设计时需要考虑很多大负荷起步的工况,起步过程的专业术语叫Launch,这个过程离合器处于滑磨状态。
Launch的控制原理是发动机根据驾驶员的扭矩需求调节到一定转速,同时压离合器。由于负荷大,离合器得压的比较紧。同时为了防止发动机转速被离合器拽下来,发动机的扭矩能力必须大于等于离合器,于是发动机转速不能太低。又由于车辆刚开始起步,变速箱是跟车轮相连的,因此变速箱的输入端转速几乎为零。发动机转速不能太低,变速箱端转速又几乎为零,因此离合器两端就会有比较大的滑磨速差。
高中物理还没还给老师的同学,这时候应该会想到,大扭矩和高速差,意味着摩擦功率很大,发热会很快。
大众dct一开始为什么容易坏?宝马M3为什么不支持连续弹射(SportLaunch)?
——都是因为离合器发热
举这几个例子只是为了说明离合器发热是个很要命的问题。越野车起步虽然不像跑车弹射起步那么恶劣,但是比家用轿车低速起步还是要恶劣的多。
怎么做减少发热呢?最直接的想法当然是减小滑磨速差了。减少滑磨速差就得降低发动机转速,降低发动机转速的同时还得保证起步的动力输出,这就是所谓的低速大扭矩了。
在此我们其实也找到了高转速发动机的其中一个缺点:起步滑磨发热多。也找到了最大扭矩大的一个优点,低速动力强。
再说一个混合动力汽车的优势:
传统车通过Launch滑磨离合器起步的方式,一方面担心离合器发热,另一方面,滑磨过程产生的这部分能量并没有用来加速汽车,而是平白无故损失了。(事实上,Launch过程发动机做的功,大约只有50%用于加速汽车,另外50%用于加热离合器。。。)
而混合动力汽车就可以利用电机低速大扭矩的特性,无需离合器参与就可以完成起步,等车速提高后再将发动机接进来,避免了起步过程的大扭矩滑磨过程,低速起步快。其实跟动力性不是直接相关,只是讲到扭矩、功率、转速相关话题了,顺带讲一下:为什么劳斯莱斯的发动机扭矩很大但是功率不大?
原因其实不复杂,因为豪华轿车对极限性能的需求不大,但是对NVH性能的需求很大。发动机是汽车上最主要的噪声来源。同一款发动机运行时的NVH和转速、扭矩都相关,但是转速的影响更大。跑车上发动机轰高转速,那是美妙的音乐,但是豪华轿车上轰高转速,那还像话么?
所以高转速发动机的第二个缺点:NVH差。
最后简单总结一下:
1、最大功率决定最高车速。而任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。
2、只有扭矩大不能保证动力强,但扭矩对应的转速和转速范围决定了当时的输出功率,即影响了此刻的加速能力。
3、在日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响也很大。
4、低转高扭的发动机更有利于大负荷起步。
5、电动汽车、混合动力汽车因为电机的存在,在扭矩响应速度、大负荷起步等动力性方面,有传统车无法实现的先天优势。
绿芯工程师
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
排量:一台发动机所有的气缸容积总和就称之为排量!比如某2.4升4缸发动机,它的每个气缸的容积为0.6升,0.6*4=2.4L,通常实际容积与标定容积有微笑差异!
功率、马力:功率、马力的本质是一回事,只是进制不同,功率是国际标准单位、马力是英制单位,有点类似时速多少迈、多少千米之间的关系,只是进制的不同!通常情况下功率的单位是KW(千瓦),1马力=0.735千瓦!
扭矩得分为两部分来说,分为标定扭矩、轮上扭矩两部分!扭矩=力*力臂,对于发动机来说它的力臂就是它的“飞轮半径”,发动机的标定扭矩指的就是在某一转速下,发动机释放了最大的“力*飞轮半径=标定扭矩”,但通常情况下标定扭矩只是唬人的玩意,标定扭矩大不见得车子的加速度就快(标定扭矩的大小,完全可以通过不同变速箱的不同速比来实现增加、减少,比如甲的发动机的标定扭矩比乙的小,但甲变速箱减速比大,通过变速箱的增钮,甲的最大扭矩反而比乙更大)!决定加速度的最关键要素是“轮上扭矩”,而轮上扭矩的大小则由功率来决定。。注意啦,鄙人要开始说功率与轮上扭矩的关系了。。
引入公式1:P=F*V,P为瞬时功率、F为轮缘驱动力、V瞬时车速。。
通过这个公式我们即可推断出,在车速为一定的情况下,瞬时功率P值越大,轮缘驱动力F值就越大!而轮缘驱动力F越大,轮上扭矩也就越大!所以说功率的大小决定了轮上扭矩,轮上扭矩的大小决定加速度,和标定的最大扭矩没什么实际关系。。
引入公式2:F=M*A,F为轮缘驱动力、M为车子的重量、A为加速度。。
通过这个公式我们可以推断出,车子的加速度与轮缘驱动力成正比(车重为衡量),轮缘驱动力F越大,加速度A就越大!所以我们将这个公式带入“轮上扭矩公式”中即可得出。。
轮上扭矩=F*L=(车重*加速度)*轮胎半径
现在很容易看出来轮上扭矩越大,车子的加速度也就越大,所以说轮上扭矩决定加速度的大小没有问题,而实际上加速度的大小是由轮缘驱动力F来决定的,而轮缘驱动力F是由功率的大小决定的,推出功率大小决定加速度!写的太复杂了,下面简化一下。。
1.功率大小:决定轮缘驱动力F的大小!
2.轮缘驱动力F的大小:决定轮上扭矩、车子的加速度A的大小!
所以功率与轮上扭矩是成正比的关系,功率越大、轮上扭矩越大、加速度就越大!
非专业车评
马力跟功率是相同单位不同叫法,指得都是发动机的热效应,升功率越高,热效应越好。
扭矩,指的是发动机通过变速器对轮胎力臂使劲的大小,跟齿轮比有关。厂家根据车型不同的需要而针对性的设置车轮的扭矩,比如越野车、载货车,扭矩相对较大,乘用车,扭矩相对较小。
排量,指的是发动机汽缸的容量,排量越大,功率越高。
三者间的关系:
排量≈动力≈平顺(发动机一般来说,排量越大,汽缸越多,平顺性较好;汽缸越少,为求榨取动力,发动机的振动频率越大)。
马力和功率,很大程度取决于排量,当然,各厂家的相同排量的发动机,因为设计和工艺,各有大小,马力(功率)≈动力。
至于扭矩,只不过是厂家因应不同车种的不同需求而设计的齿轮比,拖拉机的扭矩就很大,那是拖拉机的工作需求,但极速却不高,因为它基本每个档位都必须首先考虑扭矩,除了最高档才考虑速度。
速度跟扭矩是个死对头,在相同马力(功率)的前提下,变速箱的齿轮比决定车辆各档位要求的重点是速度还是扭矩。
以上为汽车的马力(功率)、扭矩和排量的简单理解,再复杂点,恐怕得理解为专业知识了。
粤足球点评
对于一辆传统的汽油车来说,三大件,亦就是发动机、变速箱、底盘三大件是汽油车中最为重要的部件,亦是消费者们日常比较少接触、了解较为浅显的三大部件。在本篇文章中,我们就来着重讲讲发动机这一部分,讲讲发动机的扭矩、马力、功率、排量都分别代表什么,又有着什么样的关系。
扭矩:发动机的扭矩就是从曲轴端输出的力矩,单位牛米。
马力:一种用以计量功率的单位,单位匹,可利用公式与功率之间进行转换。
功率:发动机的功率就是单位时间内所做的功的大小,简单来说就是描述做工的快慢,单位千瓦。
排量:活塞从上止点到下止点之间的工作容积称为气缸排量,气缸排量×气缸数即可得出排量。
简单了解完发动机的扭矩、马力、功率、排量等含义后,我们再来说说它们之间的关系。有这么一条公式:功率=扭矩×转速,这条公式就很好的表达了扭矩和功率之间的关系。此外,1千瓦=1.36匹,也就是1千瓦的功率=1.36匹的马力,理解了这个也就理解了马力与功率之间关系以及马力与扭矩之间的关系。最后,一般来说,排量越大,发动机的扭矩输出以及功率输出也就越大。
小结:总的来说,以上几个参数对于发动机本身而言是十分重要的,也是衡量发动机的几个重要性指标。但需要注意的是,这些参数并不能直接代表车辆的性能等层面,车辆的性能还会受到传动效率、重量、风阻等等其他因素影响。
大搜车家选
兄弟,能问出这么“硬核”的问题,说明你已经脱离一般的“键盘侠”,开始深入汽车内部的原理了。
作为毕业于汽车工程的扒哥来说,回答这道题再合适不过了。买车时,扭矩、马力、功率、排量是重要参数,但他们之间没啥太大关系。
先看四个参数分别是什么。
1、首先看功率和马力。功率是发动机单位时间内的功,它有两种单位——马力和千瓦,1马力等于0.735千瓦。比如说一台车的最大功率,可以说成100马力,也可以说成73.5千瓦。
2、排量是发动机的气缸容积,排量=气缸数X气缸容积。比如大众EA888发动机,有4个气缸,单个气缸容积为0.5L,它的排量就是2.0L。不考虑其他因素时,排量越大,发动机动力性越强。
3、扭矩是发动机输出的力矩,排量相同时,扭矩越大说明发动机性能越好。一般通俗来说,轿车的扭矩越大加速性(0-100加速)越好,纯粹越野车的扭矩越大爬坡度越大,货车扭矩越大车拉的重量越大。
再看四个参数的关系:
综上所述,能看出四个参数的关系——马力是功率的单位,而功率和扭矩都是检验一台发动机性能的指标,无太大联系。
排量和功率、扭矩都有关系,但是在一台车的性能指标中,它是一个比较“泛”的概念。在消费者的普遍认知中,排量越大动力也越强,但在如今小排量涡轮增压当道、新技术层出不穷的时代,它更多的是反应一台车的油耗水平。
买车时还应该看哪些性能参数
在扒哥看来,在中国汽车消费市场中,大家往往只关注一台车的马力和“零百”加速时间,而忽略了两个重要参数——扭矩及最大转速扭矩。
上文提到,一般来说轿车的扭矩越大,“零百”越快,油门响应也就更灵敏,更有驾驶乐趣,所以最大扭矩转速就成了重中之重。根据此,咱们以1.4T高尔夫和1.6L轩逸为例,比较一下最大扭矩转速的重要性。
先看1.4T高尔夫,它的最大功率为150匹马力,最大扭矩250牛·米,最大扭矩转速为1750-3000转。由此可看出,这台车起步时稍踩油门(1750转),就能获得最大输出扭矩,并且一直到3000转才开始减弱,说明这是一台注重前段爆发力,兼顾燃油经济性的车,比较有起步推背感和驾驶乐趣。
再看1.8L的轩逸,其最大功率为139匹马力,最大扭矩为174牛·米,最大扭矩转速为4000转,虽然马力和高尔夫相近,但是扭矩及最大扭矩转速相差很远。这就导致了想要在轩逸上获得起步推背感,需要深踩油门维持在4000转。并且由于最大扭矩转速太高,导致这台车的油门响应不够灵敏和迅速,比较“慢热”。所以由此看来,这台车起步很肉,更偏向于舒适性和经济性。
综合来看
一台车是否有驾驶乐趣,不能只看它的排量、功率、扭矩,还需要看它的最大扭矩转速,以及整台车的底盘、悬架、变速箱的调校。扒哥在此不由感叹,造一台好车真是太难了。
汽车00扒
很多朋友在购车时候都会听到扭矩、马力、功率和排量这四个概念,如果对于车辆不了解,很容易就会混淆这四个概念,弹哥就给各位朋友梳理一下这四个概念。
首先其实上马力和功率是一个意思,只不过是计量换算单位不一样而已。功率是国际通用单位,而马力则是英制单位。至于扭矩和功率是什么关系呢。功率=扭矩*转速,在功率一定的情况下,扭矩和转速就成反比。
这样我们也比较好理解,为什么在我们爬坡时候,我们要选择低速,因为这样扭矩就比较大,我们才可以爬坡。同时按理论上来说,扭矩越大,加速能力就越强,我们所能体会到的推背感就会越强烈。
至于排量,指的就是发动机的气缸容积。排量和马力、功率以及扭矩都是正相关关系。排量越大,做工时候的爆能就越大,马力、功率以及扭矩也更大。
经过弹哥的梳理,相信你一定对于扭矩、马力、功率和排量这四个概念和它们之间的关系有了更清晰的认识了吧!
弹个车
我们在选车、买车时,在了解相关参数配置时中会经常看到几个数据,马力、功率、扭矩跟排量。那么,它们分别代表什么意思呢?马力,扭矩还有排量他们之间到底有什么关系?那么今天我就用一个形象的方法跟大家描述一下这个问题。
一、马力。
我们中国人有一句古话:路遥知马力,日久见人心。有趣的是,汽车名词参数的马力类似这个意思。1765年,英国人瓦特发明了世界上第一台蒸汽机,从此,人类进入了"蒸汽时代"。蒸汽机的实际应用,最早是在煤矿上开始的。一家煤矿矿主,想用蒸汽机来代替马匹提水,就向瓦特定购了一台蒸汔机。瓦特为了设计制造这样的"机械马",便测量了一匹健壮的马的功率,结果是这匹马能把70kg重的水用1m/s的速度向上拉起来,也就是说这匹马的功率是70kg.m/s,瓦特根据这个功率制造出功率为75kgm/s的蒸汽机,并把这种蒸汽机的功率称作 一"马力"。这就是"马力"名称的由来。
二、功率。
功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是表示做功快慢的物理量。功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力 (PS)或千瓦(kw)来表示,1马力等于0.735千瓦。通俗的说,汽车功率大小就好比看驴一天能磨多少粮食,类似的汽车功率越大,单位之时间做功越多。
三、扭矩。
在物理学中,扭矩就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米。其实简单点、不那么严谨点说就是力。有力才能推动车辆前进,而扭矩的大小就好比是看驴能拉动多大的磨,是只能磨磨豆浆呢?还是能拉动很大的碾子?
四、排量
排量的定义:活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。排量的单位用的就是体积单位:升(L)。
五、转速
发动机转速就是指发动机在单位时间内转过的圈数。转速的单位是转/分(r/min)。
驴拉磨的例子里,可以理解为单位时间内驴转过的圈数,转圈越快,干活越快。
就好比两头驴在相同的转速下,劲大的可以拉动更大的磨,可以磨更多的粮食,效率也就越高。
弄清了概念,再来看看它们之间的联系:
也就是功率和扭矩以及转速的关系啦:功率=扭矩*转速。当然还会有一个换算系数在前面。
总结一下,朋友们以后再看到这些参数时,只要记住,排量越大,功率越大,汽车的马力越大。相同转速下,扭矩越大,功率越高。而在相同扭矩下,转速越高,功率越大。
AUTO航车论
按这个顺序说吧:排量、扭矩、马力、功率,因为马力和功率比较抽象,所以放在最后说。
1、排量
活塞上止点到下止点之间的容积再乘以气缸数就是排量。比如四缸发动机,一个气缸容积为500ml,则排气量为500*4=2000毫升,则排量就是2.0升。
一般情况下发动机排量计算出来后并不是整数,都会四舍五入后取整数。
一般车辆都会在车尾标注排气量,比如1.6L、2.0L,这些都是自然吸气,还有2.0T、1.8T,这都是涡轮增压。
还有一些尾部带有发动机独有的技术,比如本田的2.4i-vtec
,乍一看挺邪乎,其实就是使用了本田i-vtec智能可变气门正时系统的2.4升自然吸气发动机。
不过也有例外的,比如大众目前的新车都使用了新的表示方式,乍一看以为上图的朗逸排量惊人,其实这个230只是代表了发动机的扭矩区间。
2、扭矩
扭矩指的是发动机曲轴输出的扭转力矩,可以简单粗暴的理解为发动机有多大力气。
3、马力
马力其实就是功率的一种表示方式,代表一秒钟将75公斤物体提升1米所做的功。是由发明蒸汽机的瓦特提出来的,英文名称HorsePower,简称HP,比如有些性能车发动机750HP,就是750马力。1马力=0.735千瓦。
4、功率
这值得讨论,一直以来人们都在争论,到底是扭矩决定加速性能还是功率决定加速性能。扭矩决定了车轮驱动车辆的力量,肯定是车轮驱动力越大,车辆前进的动力越大,但是加速并不是爬坡,想要更快的加速就必须在扭矩大的前提下发动机能更快的提高转速,毕竟档位固定的情况下车速取决于发动机转速。如果你转速提升太慢那么扭矩再大也是白搭,最直接的例子就是柴油车了,动辄300多的扭矩,但是加速性比不过200多扭矩的汽油车。
但是在发动机机械结构参数一样的前提下想要快速提升转速还是取决于扭矩,扭矩越大发动机越容易克服外部阻力保证转速的快速提升。为什么要说在发动机机械结构一样的前提下呢?因为不同的发动机曲轴回转半径以及缸径冲程都不同,这些物理结构也影响着转速提升的快慢。
说到这里估计大家会认为:那不很明显了,扭矩决定加速性能啊。别急,听听功率是怎么说的:功率并不像扭矩那样直观,甚至算是比较抽象的概念,因此人们用扭矩和转速的乘积作为功率,这么一来铁定是功率决定加速性了,虽然扭矩辛辛苦苦忙活着,到头来功率举着牌子:功率=扭矩*转速,轻轻松松把成果的韭菜给割了。而且功率的简单定义也足以让扭矩心灰意冷:功率代表做功的快慢!人们都说了,代表快慢,加速不是做功么,那么功率大做功快,加速肯定快啊。
如果还不理解可以想象这样的情况:同一辆车,发动机变速箱一切都相同,发动机在6000转时扭矩为135牛米,假如刷完ECU后6000转时扭矩增加到145牛米,你说谁提速更快?肯定是刷完ECU的145牛米啊,但是谁的功率更大,肯定也是后者了。所以说扭矩是在背后实实在在工作的,功率是人们发明出来表示扭矩做功速度的。
爱车大家说
其实扭矩、马力、功率、排量的关系不难理解,但是要理解这四个东西,我们必须要有统一的参考点或者说统一的适用环境。
你可能没理解刚刚这句话,那换句话说,排量是针对发动机的,功率和马力可以针对发动机来说,也可以针对整车来说,扭矩的话可以针对发动机输出端(也就是变速箱输入端)来说,也可以针对四个轮子来说,所以要讨论这四个东西,你必须限定参考物,限定讨论环境。
好,明白了这个意思,咱就得划定讨论范围了,扭矩在汽车上有齿轮转动的地方都有,但大家都是关心车子的劲大劲小,那就是针对整车的。
马力实质是功率单位,但我们常用来表示这个车劲大不大,姑且针对整车来说吧。
功率一般是针对发动机来说的,排量嘛,那肯定就是发动机参数了,所以姑且归类功率、排量放到一起讨论,扭矩、马力都直接或间接表示劲大劲小,姑且放一起讨论。
但这四个东西都离不开发动机转速,没了转动,探讨四个东西也就没了意义。
ok,开始探讨!
从油气燃烧说起
首先引入压强压力面积的关系,压力=压强x面积,气缸内的油气混合物燃烧,在空间有限的缸体内会产生很大的压强,压强作用在活塞上产生很大的压力,推动活塞向下运动,再通过连杆推动曲轴转动,产生扭矩。
注意这个扭矩是曲轴处的扭矩,跟汽车轮胎处的扭矩不是一回事。
行车电脑会根据节气门大小,喷射匹配量度的汽油量,就一个气缸来说,在气缸大小固定、连杆长度固定、曲轴半径固定(因为这三者都是硬件,是固定的)的情况下,节气门开的越大(因为油门踏板实际是控制的节气门),匹配油量越多,燃烧后缸内压强越大,那压力越大,那做功就越多(这里的做功就是让曲轴转动),那就会使得曲轴转速更快。
那么四个气缸就是四个的合集的功,那么六个气缸就是六个的合集的功,以此类推。
同样条件下,六缸的曲轴肯定比四缸的曲轴转得快,为什么啊,因为你多两个缸,给的油气多,燃烧的压强大,所以做功多,直接表现就是转速更快。当然你要注意前提是同样条件。
单位时间内你让曲轴转动了多少转,那就是效率或者说功率了,单位时间转速高的,肯定做功的效率高,也就是功率大了。
问题来了,油气混合物的压强会根据进油进气量而不同啊,那就是说功率随时在变化啊,这是肯定的,所以一般我们说功率的时候,肯定要对应一个转速,下图是五十铃的,注意看发动机功率一行。就是说2000转的时候功率是190.5kw。它还有个功率段,我理解的意识是,它估计能达到560kw,就看你敢不敢轰油门了。(此处是我个人理解,请专家指正哈)
但现在很多铭牌不这么写了,而是像这样写,如下图,只写了个额定功率。
看到这里,发动机转速和排量的关系,你应该有点眉目,但不能说发动机排量越大,转速就越高,但排量越大,肯定会更快的达到规定转速。就比如百米游泳比赛,你和孙杨都可以游到终点,只不过他比较快而已。
就发动机而言,肯定是转速越高,功率越大。
再从功率继续说,说到扭矩
接上文,那为了提高功率,让发动机转快点不就行了吗?现实情况是,你不能无休止的提高转速,汽车需要一个经济转速,这个是权衡了油耗、缸体材料、使用寿命后而确定的,所以你会发现一般的经济转速1500-2500转。
这里有三个转速分别是怠速、经济转速、“发飙转速”,怠速一般500-800转,维持发动机运行;经济转速上面说了,就是一般行车时的转速;“发飙转速”这是我自己起的名字哈,就是你为了飙个车,很踩油门,压榨发动机能力的转速,一般大家的车都是乘用车,不是赛车,过分压榨没啥好结果!
再扯一点,发动机汽缸数一般是可数的,1缸、3缸、4缸、6缸、8缸,12缸。。。缸体的大小也是相差无几,缸内摩擦系数也相差无几,汽油油品也相差无几,空气成分也一样,可以毫不夸张的说,同排量的功率应该是一致,或者相差无几。
帕萨特2.0T、迈腾2.0T、蒙迪欧2.0T的最大功率分别是162kw、162kw、172kw,其他车型自己去查下。
扯远了,言归正传,说说扭矩。
上文说了,油气燃烧产生热能,热能转换为机械能,为了更好的提高转化效率,工程师在曲轴一端加了个很重的飞轮,把能量转化为飞轮的动能,这个飞轮就是要跟变速机构连接的装置了。(见过锅驼机或者拖拉机的都知道,有个大飞轮,主要功能就是储能)
那到这里,就要说发动机扭矩问题了,比如帕萨特2.0T,功率162kw,扭矩350NM,这里的350Nm,我个人理解就是飞轮出可以提供350Nm的扭矩!
但四个车轮处的扭矩是不是这么多呢?当然不是!
根据驱动力公式,驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径(单位:米),
两侧乘以轮胎半径,驱动力x轮胎半径=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率,驱动力x轮胎半径可以理解为车轮出的扭矩。你的车子劲大劲小,应该说此处的扭矩,这个扭矩才是瞬间把你的车往前推的量度大小的值,推背感,推背感,应该说的是这个扭矩的反馈。
看到公式你明白了吧,单纯说你的发动机扭矩大,就说你推背感强,那是不严谨的,因为力矩还会经过变速箱放大、缩小,所以汽车低速的时候,力量足。
所以好的发动机还得配一个好的变速箱,所以丰田要控股爱信,达到更好的匹配。
扭矩到这里就说完了,应该清楚了吧!
再说说马力(horsepower)
马力是最迷惑人的一个单位,马力不是力,就如同光年不是年,但还都能用前者表示后者。
你问问物理老师:我今年19岁,从现在起,经过一光年后,我多少岁?
为什么汽车要用马力这个单位,跟马有关系吗?这里就插入下马力的来源。
1765年,英国人瓦特发明了世界上第一台蒸汽机,从此,人类进入了"蒸汽时代"。蒸汽机的实际应用,最早是在煤矿上开始的。一家煤矿矿主,想用蒸汽机来代替马匹提水,就向瓦特定购了一台蒸汔机。瓦特为了设计制造这样的"机械马",便测量了一匹健壮的马的功率,结果是这匹马能把70kg重的水用1m/s的速度向上拉起来,也就是说这匹马的功率是70kg.m/s,瓦特根据这个功率制造出功率为75kgm/s的蒸汽机,并把这种蒸汽机的功率称作一"马力"。这就是"马力"名称的由来。可以看出马力实质是个功率单位,1horsepower=745.699872 W,它一般意义来说是针对发动机的。但我始终觉得它是针对整车的,是经过变速箱后的度量单位。
它还有个俗称“匹”,如果说你的车可以提供750匹,我个人想象是有750匹马同时拉车,那肯定动力足。
但实际是需要套用上面的驱动力公式,算传递到四个车轮的力矩。
有点麻烦,你可以简单的认为马力越大,功率越大,但扭矩大不大还得看变速箱那些,所以现在很注重低速扭矩就是说功率小的时候能不能获得汽车的大扭矩啊(不是发动机扭矩哈)?
以上回答不知道您满不满意,有些是查资料,有些是个人理解!来拍砖吧!
行走的糖果
不请自来,来说说我对这几个参数的理解。
首先这几个参数说的都是针对发动机而言,马力和功率其实表示的是一个意思,功率我们都知道是表示物体做功快慢的一个物理量,打个比方,两个人要搬同样一堆砖,有个搬得比较块,那么他得功率就比较大,我们通俗点说就是他速度比较快,所以发动机的功率,一般决定了汽车的最快速度。
而扭矩,一般理解为发动机曲轴端输出的力矩,我们都知道,力的大小决定了加速度,所以扭矩一般和汽车的加速度有关。
排量一般指的是发动机内缸体活塞运动上下位所包括的这一部分体积,也就是缸内的燃烧空间大小,那么为什么排量越大的发动机功率和扭矩都会比较大呢?
因为燃烧空间大,所以吸入的空气燃油混合气就越多,发动机单次燃烧产生的能量就越多,能用来做功的能量就越多,我们根据W=Fs就不难看出,在相同的距离下,做功越多,力就越大,而根据W=Pt我们也可以看出,相同时间内,做功越多,功率也越大。
所以一般排量越大,功率和扭矩都会对应变大,当然,因为排量变大吸入更多空气燃油混合气,油耗自然也就越高。
但是有的发动机功率、扭矩、排量都很大,汽车开起来却没有这种感觉,因为发动机输出的能量,要通过变速器、齿轮、传动轴等机构,会消耗很多能量,如果一台车这几部分设计不合理,自然会消耗很多能量。