扭矩和马力有什么区别
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什么是扭矩和马力?(汽车知识)
买车时,我们都会去考虑最大马力、最大扭矩,但多数人只知道越大越好,究竟其对选购车子有何实质的参考价值呢?它们代表的真正涵义又是什么呢?其实说通俗一点,扭矩好比车子起跑向前的冲劲,马力则是维持汽车不断向前奔跑的能力。扭矩是英文“Torque”的翻译,相当于做功或能量的概念,它是一个计算值,等于力乘上力臂。要增加扭矩,一是增加力的大小,再一个是增加力臂。
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。
马力英文称为“HorsePower”,顾名思义是马匹干活的能力,简 称“Hp”,英、美等国也以此当作英制马力的单位;马力的德文叫做“PferdeStarke”,简称“ps”,德、日等国也以此当作公制马力的单位。马力不是力(Force),它是单位时间里做功的能力,也就是功率(Power)的概念。1ps75kg.msec,即一匹马如果能够以每秒钟一米的速度拖动75公斤的东西,它就具有一匹日制马力的功率。其实一马力并不大,如果你可以负重10公斤,并以13.3秒的时间跑完100米(每秒钟跑7.5米的速度),你就算具备1马力的功率。
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。
下面介绍对马力和扭矩的认识观念,以供读者参考。
一、汽油发动机的扭矩象征其汽缸一口气所能吸进的油气量,有如我们人体的肺活量,这个吸气量是会随油门的加大和发动机转速的逐渐升高而增加的,但是它不会一直变大上去,到了某一个转速它会达到巅峰,这就是平时人们所说的最大扭矩值。等发动机的转速再上升,它就会逐渐下降,这是汽油发动机等内燃机在扭矩上的特色,也是最不理想的地方。汽油车必须发动才有扭矩,必须挂上一档,而且还要具备离合器或自排的扭矩变换器才能使发动机有足够的扭矩来使车子起步。如果油门加得不够,车还没动,离合器松的太快,车子会跳起来,然后熄火,这就是发动机在低速扭矩不足的结果。
二、发动机扭矩在低速不足的缺点,可以通过手动档的变速箱齿轮组或是自动档的扭矩变换器及行星齿轮组的操控来做变化及增大。现代车的手动档普遍已有五个前进档,而自动档也大都具备四个前进档。有这么多的档,设计的目的就是要驾驶者随车况、路况进行加减档。不要吝啬换档,如果总是让发动机受折磨,让它处在扭矩不足、欲振乏力的状态下,那么要发动机长久正常工作就难了。
三、马力等于扭矩乘上转速,它象征在单位时间内发动机可吸进多少口的油气量,所以,当油门加大,发动机转速逐渐上升到最大扭矩点时,虽然一口吸气量已达峰值,但由于转速还在增加,也就是吸气的次数还在增加,因此马力仍可上升,一直到最大马力点为止。
四、产生最大扭矩的发动机转速是一个选车的重要参考数据。如果你的车经常在城市行驶,或是经常涉水越野,那么,最好选用在低速(例如每分钟3000转左右)就能发挥出最大扭矩的发动机。如果你是喜欢开快车、飞车的人,那么,最好选用高转速产生高扭矩的发动机(例如在每分钟5000、6000转以上产生最大扭矩)。
五、车子加速快者其最高车速不见得可以很高。如摩托车就是一个明显的例子,在十字路口起步,往往就把汽车抛在脑后,但随着车速增高,它就不行了,会逐渐被汽车追上。扭矩好比百米赛跑选手在起跑点蹲撑、蓄势待发,准备冲向前那一刹那的冲劲;而马力就是维持这股冲劲可以愈跑愈快,一直跑到终点的能力。冲得快,能抢先的选手(扭矩大者)如果没有源源不断的马力支持也是会被其它马力大者赶上而输掉比赛。所以想选择加速力强、又急速很高的车子是不能光看扭矩资料、只挑选配置大扭矩发动机的汽车,最重要的还是要看马力对转速的曲线图,要选马力曲线又高又广者(即马力曲线下的面积大者),起码要看最大马力发生在多高的转速,而且与最大扭矩转速的间隔有多大,也就是有多少油门的空间你可以用来源源不断的加速。当然,车子加速性能的好坏和最高车速可以跑到多快,还得看变速箱、轮胎的匹配和车身的设计。