汽车的动力-扭力篇...

Mr_cool

何为汽车的扭力？如何判别？



图为Mercedes-Benz E400CDI的引擎扭力曲线图，由扭力曲线分布可看出，该引擎具有低转速高扭力，及高原式扭力曲线之双重特性。



引擎马力曲线是根据测试时所量测到之扭力值绘制而成。图中蓝色者为扭力曲线，红色为马力曲线。





扭力是什么

在我们看到汽车的性能数据时，除了会注意到马力的大小之外，还有一个值得注意的性能就是扭力的大小。扭力为引擎在运转速时所输出的扭矩，讲白一点，就是引擎的出力。扭矩或扭力是针对旋转运动的物体说的，因为引擎的驱动力，从飞轮经过变速箱传递到车轮，都是在旋转状态下。对于驾驶者，能感受到的就是车辆加速的力量，所以我们说一部车很够力，是因为感受到引擎强大扭力所产生的加速力。


如何判读扭力数据

通常我们看到扭力数据都是这样的：14.9kg-m/4400rpm。这表示该具引擎在4400rpm时，会有14.9kg.m的「最大」扭力。一般来说，引擎在不同的转速下，扭力输出会不同，但是以上面的数据来看，不是引擎在4400rpm时，就有14.9kg-m的扭力。引擎扭力输出虽会随着引擎转速而不同，但扭力最主要还是跟引擎负荷，也就是油门踩踏深度有关。所以上面数据应这样解读：当引擎在全负荷/全油门状态于4400rpm时，会有14.9kg-m的「最大」扭力。


扭力输出特性

引擎扭力大小既是指出力大小，当然扭力就与车辆的加速性有关，并且与爬坡、载重能力 (载重能力还牵涉底盘设定) 相关。不同的引擎设计，就会有不同的扭力输出特性，有些引擎是低转速扭力较大，有些高转速扭力较大，有些涡轮增压有全速域大扭力的高原式扭力输出特性。在一般使用状态下，汽车多在市区以低速行驶，或是在高速公路上以高档位做高速行驶，此时引擎多在中低转速下运转，所以低转速高扭力的引擎，最适合一般日常使用。然而，对于常使用高转速的竞技用车，多采用强调高转速大扭力的引擎。

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为了升级而努力...

Mr_cool

你可以测量它，你可以感觉到它，但是扭矩究竟是什么，你很难白纸黑字写出来。或许看了这篇文章，你便了解它的真相了。本文试图比较代表扭矩两个不同极端的两款高性能座驾??宾利Arnage T和马自达RX-8，来为你解析扭矩是如何影响一辆车的性能。
　　这明显不是一个公平的比较。400多万元的宾利Arnage和不足40万元的马自达RX-8从设计思路上就是面向不同的消费者，而豪华轿车与日式街跑几乎没有任何共同之处可言。但是，这也是我们为何将这两款放在一起的原因——因为这次我们要谈一下“扭矩”，而这两款车几乎代表了两个不同的极端。
　　显然宾利拥有更加吸引眼球的外观。所有的Arnage都配备重新精心设计的全合金V8发动机，而其所属车系的历史甚至可以追溯到1959年，当时该车自然吸气的6250cc的引擎能输出200马力的功率。现在发动机的吸气量被提升到了6761cc并配有两个涡轮增压器，每个强大的气缸仍然只有两个依靠推杆运作的阀门。更加舒适的Arnage R能爆发出645磅·英尺的扭矩和450马力的功率，而我们试验的Arnage T则拥有不少于500马力的功率和在3250转时达到738磅·英尺的峰值扭矩。
　　踩下Arnage T的油门，两个巨大的涡轮增压器只需一小会便能建立起内燃压。当转速表指向2000转时，引擎的脾气马上从迟钝转为恐怖，2.5吨的车身开始驱动自己上坡，这时你只能默默地祈祷它疯狂的牵引力不要脱缰。轻轻一踏油门，还未超过2500转，前面的车辆便已被抛至车后。继续压迫油门，发动机总能提供足够的扭矩来助你转弯，并瞬间让你进入另外一个方向。如果你想测试这台引擎的最高速度——事实上在很低的4600转时便已达到，你可能需要一条超长的直路。
　　如果开着马自达RX-8并尝试去追赶宾利的话，你必须猛踩油门让其转子发动机疯狂的运作。它在8200转时才能达到231马力的最大功率——但最高扭矩只有155磅·米，并且在5500转时实现。而在5500转以下，发动机的反应非常的不连贯，你必须不停地让发动机保持转速，但整个过程相当平稳而没那么费力。在发夹弯处，你应该降至三档使引擎保持最大的扭矩。RX-8无疑是辆很敏捷的跑车，只不过方向盘后面的驾驶者会比较忙碌而已。
　　马自达高转速的发动机也是该车的最大特征。这款引擎让驾驶变得很有趣，因为车主必须像赛车手那样处于忙碌状态。估计很少RX-8的车主会喜欢驾驶平静而动力凶猛的宾利，因为后者给人的感觉太正襟危坐了。虽然车身重很多，但Arnage还是略快于RX-8，虽然后者的驾驶充满了互动的乐趣。
　　这个比较试驾或许不太公平，无论是对宾利还是马自达来说都是一样，这取决于你追求什么样的感觉了。


它如何起作用？
　　要让某个东西旋转，你必须作某种转动的努力，这样就会产生一个扭矩。这相当于需要在旋转支点一段距离外有个作用力。
　　想象一个正在拧螺帽的扳手：螺帽中心相当于旋转支点，而你在扳手的末端发力，距离则取决于扳手的长度。这样做的话就会产生扭矩从而拧紧螺帽。如果你想拧得更紧些，你可以选择施加一个更大的力，后者采用一个更长的扳手从而使力的距离更远，这两种做法都能增加你的扭矩。
　　按照老式的说法，你的推力是以磅为单位来衡量，而从旋转支点到扳手的距离则以英尺来衡量，由此产生的扭矩是这两者的相乘值，并以磅·英尺来作单位。从公制来看，用牛顿来衡量作用力，而距离则以米为单位，所以扭矩便以牛顿·米来衡量。
　　对一个发动机来说，扭矩可用来衡量引擎能使其输出轴转动的能力大小。而把这个扭矩和轴的转动速度相乘，你便得到输出功率，也便产生了我们熟悉的马力或者千瓦等功率单位。
　　功率和扭矩的关系就是那么简单，而且有个简单的错误检查办法：把功率和扭矩的变化曲线放在同一张以转速为横轴的表格上，如果这两条线相交，那么焦点永远在5252转，想想为什么吧？
　　其实扭矩作为发动机的主要指数之一，它反映在汽车性能上，包括加速度、爬坡能力以及悬挂等。一辆车扭矩的大小与发动机的功率成正比。举个通俗的例子，比如，像人的身体在运动时一样，功率就像是身体的耐久度，而扭矩是身体的爆发力。对于家用轿车而言，扭矩越大加速性越好；对于越野车，扭矩越大其爬坡度越大；对于货车而言，扭矩越大车拉的重量越大。在排量相同的情况下，扭矩越大说明发动机越好。在开车的时候就会感觉车子随心所欲，想加速就可加速，“贴背感”很好。现在评价一款车有一个重要数据，就是该车在0－100公里／小时的加速时间。而这个加速时间就取决于汽车发动机的扭矩。一般来讲，扭矩的最高指数在汽车2000－4000／分的转速下能够达到，就说明这款车的发动机工艺较好，力量也好。有些汽车在5000／分的转速左右才达到该车扭矩的最高指数，这说明“力量”就不是此车所长。



扭矩是如何产生的？
　　按照美国人的惯例并没有立方英寸的单位，其实他们错了。大部分情况下，一个发动机的输出扭矩主要是由它能燃烧的燃料量而决定，而这点又受到发动机能吸入的空气量的限制。一个容量大的发动机应该能吸入更多的空气来燃烧更多的燃料，从而生成更高的扭矩。但发动机越大，也就越容易受到惯性、摩擦系数和散热系数等因素的限制，所以更大并不意味着更好。
　　大多时候，发动机都不能提供100%的空气/燃料混合物来供给气缸燃烧，所以部分引擎的容量会被浪费掉。即便是油门大开的时候，发动机的充气系数（发动机吸入的空气占气缸容量的百分比）也应汽车速度不同而相差很多。
　　充气系数在发动机刚开始慢慢运转的时候很低，在发动机到达中间速度的某处会达到最高值，然后随着转速继续加快而降低。充气系数的曲线变化在某种程度上会对应扭矩的曲线，并且受气门正时的影响。对那些固定正时的发动机而言，气门只在引擎到达某种特定速度时才会打开或者关闭。大多数设计师都致力于优化中值转速区的性能，因为发动机的大部分时间都在那个区域运转。可变式气门正时可以在一个很大转速区域内提供完美的气门正时，从而获得很高的扭矩曲线。
　　在实际驾驶中，既然加档汽车速度会更快，很多人都会疑问为什么是降档超车？其实超车主要取决于车辆瞬间加速度的大小，而加速度主要和扭矩带来的牵引力成正比。变速器的作用是根据车速的不同，切换不同的扭矩。变速器是通过齿轮来传递动力的，通过切换不同的齿轮组合来获得需要的扭矩，档位越低，得到的扭矩越大，加速度也就越大，倒档的扭矩最大，速度最低。档位越高，扭矩越小，但这时总体速度高。比如就是车辆在起动或低速时，需要大的扭矩才能启动，高速时阻力小，需要的扭矩较小。所以汽车总是要强调发动机在某个转速时的最大扭矩。


在现实世界如何比较？
　　就像马自达RX-8证明的那样，一辆扭矩相对较低的汽车只要在自身重量轻以及合适的传动装置，那么在驾驶时也能获得很棒的表现。超级摩托车是这种思维的极端表现者。
　　拿铃木去年发布的新款摩托车GSX-R1000来说吧，该车配备了一款999cc的直列四缸发动机，能在12000转时输出182马力的功率，而你必须把码表踩到10000转左右时才能获得峰值扭矩——而且只有117 牛顿·米。
　　这点扭矩几乎和用猛力拉一个大扳手所能产生的相差无几。但GSX-R1000和摩托车手加在一起可能只有250公斤左右，所以即使是如此小的扭矩也能产生爆炸性的加速度。
　　同样的原理，现代F1赛车之所以拥有如此极致的性能，全拜其超轻的车身、很短的传动轴、高转速和高动力所致。所有的赛车在现有比赛规则的限制下，扭矩上谁都无法占太大优势，每个车队也都明白2.4升的V8引擎标准能达到的峰值扭矩也就在290磅·米左右，但这几乎和一辆保时捷911 GT3差不多了——而GT3和F1赛车相比，多出了50%的发动机容量却少了50%的动力输出。
　　而在相反的一端，移动超重的货物意味着必须在低转速时生成巨大的扭矩和动力。目前号称公路上最强劲的卡车为沃尔沃FH16，它配备了16升的直列六缸涡轮增压柴油发动机，每个气缸上拥有4个阀门。最大功率为660马力，而在1000转时便能达到2286磅·英尺（3100牛顿·米）的峰值扭矩。
　　FH16已经是陆上搬运之王了，但它仍然不能获得扭矩之王的称号。让我们先别谈那些装载在货船上的柴油引擎，仍然把目光停留在陆地上的车辆。世界上最强劲的矿车动力设备来自美国发动机制造商Cummins的QSK78——这个双步骤地涡轮增压V18柴油引擎拥有78升的疯狂动力，从而也造就了日本Komatsu公司400吨的卡车系列。该车尺寸之大重达11吨，加满它需要62加仑的柴油和36加仑的冷却剂。它在1900转最高转速时能轻而易举的输出3500马力的最高动力，而在1500转的峰值扭矩为10157磅·英尺（13771牛顿·米）——而速度却只有自行车那么快。很酷吧？这车的引擎价格就有18万英镑左右，而即便如此，买车者认为单位扭矩的价格仍然很低。

Mr_cool

我觉得各位想增强低扭的朋友还是从这个最低点着手吧...
啥玩意只有先了解它才能入手去提高他吧...希望本文可以帮到你们...

special_leo

cool哥发的真及时。。最近正想了解这些呢

stall_牛牛

又学习了，不错

J8

扭矩1KG折合成N.M是多少？9.8N.M？

Mr_cool

扭矩1KG折合成N.M是多少？9.8N.M？
J8 发表于 2010-7-8 18:09

                               
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    扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外我们还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当 g=9.8的时候，1kg＝9.8N，所以1kgm＝9.8Nm，而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位，1lb=0.4536kg; 1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft＝0.13826kgm。在人们日常表达里，扭矩常常被称为扭力（在物理学中这是2个不同的概念）。
通常我们看到扭力数据都是这样的：14.9kg-m/4400rpm。这表示该具引擎在4400rpm时，会有14.9kg.m的「最大」扭力。一般来说，引擎在不同的转速下，扭力输出会不同，但是以上面的数据来看，不是引擎在4400rpm时，就有14.9kg-m的扭力。引擎扭力输出虽会随著引擎转速而不同，但扭力最主要还是跟引擎负荷，也就是油门踩踏深度有关。所以上面数据应这样解读：当引擎在全负荷/全油门状态於4400rpm时，会有14.9kg-m的「最大」扭力。

新金手指帝国

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新金手指帝国

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