汽车性能由谁决定 论马力与扭矩的关系
谈到发动机的马力,相信有些人会下意识的想到DIN、SAE、EEC、JIS等等不同测试标准,但由于英制与公制的不同,对“马力”的定义就不一样。英制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英呎(ft),相乘之后等于33,000ft-lb/min;
公制的马力(PS)定义为:一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺,相乘之后等于4500kg-m/min。经过单位换算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)最终我们发现英制的1hp=4566kg-m/min,与公制的1PS=4500kg-m有些许差异,而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 9.8kgm/sec)来换算的话,可得1hp=746W;1PS=735W两项不一样的结果。
『上图为某车的发动工况图,红色曲线为输出功率,蓝色曲线为扭矩曲线』 到底世界上为什么会有英制与公制的分别,就好像为什么有的汽车是左舵,有的却是右舵一样,是人类永远难以协调的差异点。若以大家比较熟悉的几个测试标准来看,德国的DIN与欧洲共同体的新标准EEC还有日本的JIS是以公制的PS为马力单位,而SAE使用的是英制的hp为单位,但为了避免复杂,国内一率将马力的单位标示为hp。而现在越来越多的汽车厂家已经采用绝无争议的kw(千瓦)作为发动机动力输出的功率数值。
不过话说回来,1PS与1hp之间的差异仅1.5%,每一百匹马力差1.5匹,差异并不大。一般自然吸气发动机的房车多半仅在200匹马力以下,两者由于定义的差异也仅3匹马力左右,因此如果真要斤斤计较的话,就把SAE标准的数据多个1.5%吧!不过SAE、JIS、DIN、EEC各种测试标准之间亦有些许差异,单位之间不能真正划上等号,然而在差别不大的情况之下,就当作相同吧!管他是英制还是公制,都差不多可以视为相等。
终于可以做结论了!将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式,并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-m之后,可得下列结果:
英制马力hp=扭矩(kg-m)×引擎转速(rpm)/727
公制马力PS =扭矩(kg-m)×引擎转速(rpm)/716
● 简单的改装件并不会给车辆动力带来明显改善
知道这些公式之后有什么用呢?从「马力hp=扭矩×转速/727」看来,如果能增加引擎转速,扭矩不变的情况下,便能增加马力。例如若能将转速从6000rpm增加到8000rpm,等于增加了33%,但因为凸轮轴的角度限制使得8000rpm时扭矩下降了10%,而这种情况下仍能使马力增加19.7%,这说明了时下改装计算机为何能在解除断油后大幅增加马力。所以希望大家在改装电脑是更加谨慎。
让我们从另外一个角度来想:如果在同样的转速下,增加20匹马力,代表能增加多少推力呢?以最大扭矩点发挥于5000rpm的情况下,将公式稍微变换一下,可发现增加的扭矩=20hp×727/5000rpm=2.9kgm。再将这个结果代入汽车驱动力的公式,同样以思域的一档计算,2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。对于一吨重的车身而言,影响似乎也不怎么大;再者如果相差5匹马力的话,推力更仅增加23公斤,可见相差5匹马力,根本也没差多少,所以能“增加5匹马力”的产品,到底应该花多少钱去改装,您自己会拿捏了吧?
大马力决定真性能!
到底大马力的车子跑得快,还是大扭矩的车子跑得快?从公式可以知道大马力的原因是:高转速的时候仍保有高扭矩数值,也就是说要有大马力,不只是低转速的扭矩要好,连高转速的扭矩都得继续维持,这表示扭矩与马力的争论根本是多余的,只要能做到高马力,除了表示各转速区域的扭矩都很大之外,更代表材料技术的优越性,将活塞、进排气门的材质与重量予以强化与轻量化,才能将引擎转速提高。
gochinway67；） 扭矩与功率的换算公式推导
假设一圆的半径为r(单位为m),扭矩为T(单位为N-m),则圆周上切线方向的力F=T/r,由于功率的定义为「每秒钟所作的功」,对于圆周运动而言,每旋转一圈所作的功为:F×圆周总长2πr,将F=T/r代入计算,每一圈所作的功W=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT,再乘上引擎转速rpm就是每分钟所作的功,但功率P的单位是N-m/sec ,所以需除以60,转换成每秒所作的功。代入公式:P=T2πrpm/60,将常数整理后,则可得P(kW)=Trpm/9545。
由上文可见,一台车的动力由发动机传输到车轮,需要经过多组齿轮因此有所损耗,如果德制马力测的是传递到车轮上的动力,那么同样发动机用在不同车型上的动力输出应该不同,试拿bmw330和bmw530做比较,其功率均是225hp/5900rpm;结论,要么bmw在数据上造假,要么它测的是发动机曲轴飞轮上的输出净值。
回头好好学习。。。
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