对于发动机来说。最为基本的数值就是排量。它很好理解。代表的就是发动机所有气缸容积加在一起的大小 。气缸的容积越大。就代表一次可以吸入更多的混合气体。燃烧做功相对就可以产生更大的能量。
所以排量是发动机一切动力参数的基础。而想要提升排量。要么扩大单个气缸的容积。要么增加气缸的数量。
但伴随着排放政策的不断收紧。大排量发动机受到制约。所以主机厂就希望。能保证排量不变的前提下。提升发动机的输出动力。也就有了像涡轮增压。可变气门正时。双喷射。双循环等各种各样技术的出现。
但仅仅看排量是无法真实的判断一辆车的动力性能。就拿2.0T的宝马3系来说。它可以分成低。中。高三种动力版本。而最低功率的320只有156马力。而最高功率的330则是有258马力。相差了超过100马力。
扭矩。马力。转速都是什么
很多人在衡量发动机的动力高低时会用到两个指标。扭矩和马力。这也是我们经常能够注意到的。而马力和功率其实是一个玩意。只是单位不同而已。
在看汽车参数时。我们往往能看见最大功率和最大扭矩。那这两个东西到底是什么？哪个能代表汽车的动力？哪个对我们更加有用？别急。听我慢慢道来。
首先。扭矩是什么？扭矩可以理解为发动机每次爆发的力量。也就是在不考虑转速的情况下。一次所爆发的力量。
那什么又叫发动机一次爆发的力量呢？发动机并不是直线做工的。而是一种旋转做工的装置。或者说。发动机是把活塞的直线做工转化成了曲轴的转动做工。活塞往复运动来做工。然后把能量传递给曲轴。形成力矩。这个力矩。就是发动机的扭矩。
很多人说扭矩能体现车辆的负载能力。扭矩越大。驱动力越大。能够让更大的车跑起来。这种说法是不够严谨的。我们这里提到的扭矩指的是发动机的输出扭矩。实际上扭矩从发动机输出后。会经过变速箱的放大。最终传递到车轮上。所以单从发动机的扭矩判断汽车的负载能力是不够严谨的。还要考虑变速箱的匹配情况。
这里的转速就很好理解了。也就是每分钟多少多少转。
功率又是什么？看字面意思。功率就是做工的效率。也就是干活的快慢。那放在汽车上可以认为是在一秒时间内。发动机所做的功。
功率的计算公式为。转速×扭矩÷9550。
光看公式可能会有些生涩难懂。我再详细给车友们介绍一下。
功率也就是我有多么大的旋转力量乘以转速。就是发动机总体的动力水平。那扭矩。转速和功率到底谁决定着这台发动机最为实质的动力性呢？是功率。
三兄弟的关系
扭矩和转速这两兄弟都是可以变化。又可以通过变速箱相互转化的。是决定一时的。而功率决定的是总的表现。
让我们来举一个挖土的例子。扭矩代表着是一铲子挖多少土。比如有的在用铲子挖。有的在用大铁锨挖。那肯定是不一样的。转速就意味着我每分钟能挖几下。
那问题就来了。如果一辆车的扭矩很大。但转速不高。它跑得快吗？
这就相当于我拿大铁锨挖着一堆土。但我每分钟只能挖两下。你说它干活快不快。另外一种情况是转速很高。但扭矩很小。意思就是我每分钟能挖60次。一秒一次。但我拿着个小勺挖。同样一分钟下来也没干多少。
我们再举一个例子。比如发动机现在需要打怪。扭矩代表着是每打一下的力量。也就是攻击力。转速则代表着是每分钟能打几下。也就是攻击速度。
攻击力为1000。攻速为每分钟1次。和攻击力为1。攻速为每分钟1000次造成的伤害不是一样的吗？
这就是功率。扭矩和转速的关系。所以最终决定这个发动机有劲没劲的。还是功率。
如果功率一定。转速和扭矩成反比关系。也就是此消彼长的两兄弟。而如果转速一定。功率和扭矩成正比关系。
经常会看到很多人说：“加速看扭矩。急速看马力。”等一些说法。这样的说法对不对？完全错误。
因为发动机的扭矩都是指最大扭矩值。但发动机的扭矩不是以恒定的大小输出的。刚开始扭矩会先增大。达到最大值。稳定一段时间之后。当此时转速高于某个值时。扭矩就会往下走。
这样拐点的出现我们可以简单地认为是转速和扭矩的计算值超过了功率。那当转速不断增加时。扭矩就会减小。也就是说。人都是有体力的上限的。你跑得越快。你的体力就会越少。
就像柴油机。低转速大扭矩。也就是在很低的转速下就可以发出非常大的扭矩。但是。到了4500转以后就可能无力了。像那些卡车到大概2500转就已经无力了。因为柴油机的压缩比很高。到了高转速段。它的冲击效率就会大大降低。
这也就是很大柴油机的扭矩很大。但功率并不大。也就是说柴油机挖土。刚刚开始拿的是大铁锨。但随着频率提升。大铁锨就拿不动了。
还有一种情况是电动机。它能在刚刚开始就提供非常大的扭矩值。但是越往后是越衰落的。这也就是为什么电动机的零百加速堪比超跑。但极速上不去而且维持不了太长时间的。并且到了一定值会衰减得很快。
所以电动机也是一样的。你看它的最大功率和最大扭矩的话。最大扭矩特别大而最大功率并不大。
扭矩往往只是一时的。一瞬间的。它只有加乘了转速以后才能实现大功率。发动机也才能真正有劲。
也就是说。比如柴油机。扭矩很大。但上面也讲了。转速和扭矩是一对此消彼长的兄弟。是成反比的。转速也上去之后。扭矩反而衰落了。
外特性
那这时就有人提出问题了。功率是扭矩乘以转速。但这只是某一点。某个瞬间下的情况。不过汽车的扭矩和转速的不断改变的。那两个变的值怎么乘到一起呢？
这个就是微积分的概念了。相当于我把转速切的非常非常碎。碎到可能是2000转。4000转这样。碎到一定程度。每一个转速区都能对应一个相对的扭矩值。也就是当发动机节气门开度为100%时测得的发动机输出功率（扭矩）随转速变化的曲线（动力表现）。
这个表现叫做外特性。让我们举一个大众发动机的例子。
我们可以看到扭矩随着转速的上升。呈现了一个梯形。那也就分为了三个阶段。
第一个阶段是扭矩上升。那功率随着转速的增加。会飞快地上升。
第二阶段是扭矩持平恒定。也就是一直不变。那随着转速的增加。功率是上升的。因为在图像上来说。你可以把扭矩看作功率的增长率。所以扭矩不变的情况下。功率随着转速的增长。一定是平顺等斜率增长的。
这里我们可以再举一下挖土的例子。刚刚开始我是一倍速在挖。再往后是两倍速在挖。但我的铲子大小是一定的。挖的速度越来越快。频率越来越高。那干活的速度效率一定是越来越快的。
第三阶段是扭矩持续下降。那功率就是近乎平的。一旦转速的增加率等于扭矩的下降率。那功率的输出就是完全平整。不变的了。
这又是为什么。我们还是举一下挖土的例子。比如一开始挖土我用的铲子很大。但我速度很慢。到了后面。我的频率我的速度加快了。但我的铲子容量减小了。那干活得快慢一定就是一样的。
到这里。汽车的基本参数也算是讲完了。车友们。赶紧记下来然后教育你的兄弟去吧。
