03.02 為什麼很多人認為發動機扭矩越大加速就越快,這個說法正確嗎?

斯巴魯STIGDB


汽車加速性取決於扭矩還是功率?這個問題討論許多年了,也引起網友們的激烈討論。答案是取決於功率,而非扭矩。今天就以我自己的想法來和大家討論一下,想法有點偏,但是我認為原理是對的,也更方便大家理解。

默默無聞但又功德無量的扭矩

扭矩代表車輪轉動力矩,扭矩大車輪驅動力就大,這麼看來驅動力大加速肯定快了。不一定!因為提速比的是誰能驅動車輪更快轉動,比如兩個發動機最大扭矩相同,車重變速箱都一樣,那麼誰能在最大扭矩的情況下更快地提升轉速它加速一定更快。這一點應該沒有異議吧。好,我們知道了決定加速性能的就是誰能在最大扭矩(確切來說是不同轉速下最大扭矩)的情況下更快地提升轉速。但是這個詞有點長,說起來不方便,我們能否用一個能夠描述這個特性的詞來簡單表示呢?能,這個詞就是功率!


所以說扭矩是看得見的東西,而功率是比較抽象的東西,它就代表了做功的快慢,扭矩在背後辛辛苦苦付出,到頭來被功率把桃摘了。這不能怪功率,因為人們創造出功率這個詞就是讓他來表示這個性能的。其實扭矩和功率是一對好基友,只是我們在討論中逐漸把他們對立起來了。

而且現實情況也能說明問題,上圖是雅閣CVT的加速,可以看到轉速穩定在6000後CVT開始切換變速比,而6000轉顯然不是其最大扭矩轉速。


愛車大家說


朱博士回答:扭矩大加速快,不準確。地板油加速,在最大功率的轉速區域換擋最快。

題主的這個問題非常好。日常生活中,好多人都會問這個問題。

今天,朱博士借這道題說說自己的看法。

先舉一個例子,2016款高爾夫230,用的正是題主說的1.4T低功率版發動機,題主給的發動機外特性曲線就是這個發動機的。見下圖。

大眾1.4T發動機,最大扭矩220Nm,最大扭矩區間1750-3000轉,最大功率96KW/5000轉,紅線轉速6000轉。

下圖是朱博士親測的該款高爾夫,0-100公里時速,地板油加速時,原廠標定的換檔規律。

從圖上可以看出:

1檔換2檔,5100RPM換檔;

2檔換3檔,5600RPM換檔;

3檔換4檔,5600RPM換檔;

4檔達到100公里時速。

下面來說說,為什麼這樣換檔?


為了追求加速最快,就是要輪上有最大扭矩。怎麼獲得輪上的最大扭矩?

以前也說過,汽車的傳動系統,不能變換功率,只能變換轉速和扭矩,轉速和扭矩的乘積是不變的。這個功率是發動機輸出的。

到這裡,仔細的朋友,應該已經有了答案了。

輪上的轉速是與車速成正比的,在加速過程中是逐漸增加的,不是您能控制的。您能控制的就是您腳下的油門。

所以要想輪上獲得最大的加速度,就是把發動機始終運轉在最大功率輸出區域。

高爾夫的最大功率輸出區域就是5000-6000RPM。

所以地板油加速,廠家把換檔轉速也設定在5000-6000RPM。

還不明白的朋友,加關注,看我其他文章。謝謝。歡迎評論,說說您的看法。


朱博士白話發動機


扭矩越大加速越快?

這個問題不太容易回答,一不小心就讓自己掉坑裡去了,懵懂的人或許會一邊拍照一邊拍手,善意的人則可能要費盡心思去琢磨是撈你還是撈你,最後大家的疑問更重了。

發動機的動力性能主要以功率和扭矩標定,百科對它們的定義是: 發動機功率是指發動機做功的快慢,即發動機單位時間內所做的功。

機械運動過程中會產生一定的效率損失,因此發動機的最大功率大於有效輸出功率。

發動機的扭矩是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係,轉速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。

功率和扭矩的換算,P=n×M/9550,P為功率、n為發動機轉速rpm,M則是扭矩N.m,9550是常數。

以此,我們知道功率與扭矩呈正比例關係,扭矩大,相對功率也大;功率大,相對扭矩也大。同時,我們也知道相同功率不同轉速區間的發動機的扭矩會存在一定差異;反之,相同扭矩,不同轉速區間的發動機的功率也會存在一定差異。

功率隨著發動機轉速呈現拋物線增長的趨勢,理論上發動機的最大功率無限接近於發動機最大轉速,但扭矩卻會在發動機功率增長趨於緩慢階段而隨著轉速的進一步提高開始衰退。

發動機特性曲線

這張圖包含了發動機轉速、扭矩、油耗、功率等多種參數的變化曲線,如果不願意費心思,可以直接跳到下圖。

大眾1.8T、2.0T渦輪增壓發動機功率、曲線扭矩

以大眾EA888系列1.8T發動機為例,最大功率轉速5000,峰值扭矩轉速1500-4500。什麼意思呢?

當發動機在1500-4500轉時,其功率是快速增長的,當轉速超過4500轉時,發動機的功率增長開始變得緩慢,轉速越快,與扭矩的比值越小,扭矩開始迅速衰退。

這個過程類似於火箭運行軌跡,大家可以自行腦補下畫面,非常形象。


火箭運行軌跡

功率如同人體體能,扭矩如同人體力量。 假設兩個同級別運動員都可以舉100㎏質量的槓鈴,但其中一個一分鐘能舉30次,另一個一分鐘只能舉20次還要面臨趴下的風險。

那麼,能舉30次的運動員體能無疑要強一些,類似於發動機有效功率更穩定,當發動機轉速下降時儲備的體能更充裕,這對汽車行駛的平順性和加速能力都有莫大幫助。

相反,舉20次的運動員,爆發力很強,每次做功時傳遞的扭矩很強,但功率弱,單次運動耗費的體能大,因此在車輛高負荷長距離運行時發動機穩定性差,加速性能也差。

舉例,吉利星越和長安CS85,兩款整備質量和車型尺寸比較接近的SUV,星越2.0T發動機功率大,而CS85扭矩大,但論百公里加速,星越最快6.8秒,而CS85最快7.8秒。


吉利星越與CS85車身與動力數據對比

這說明扭矩大的整車加速未必就快。當然,也不說明功率大的就必定加速更快,星越和CS85百公里加速成績的細微差異受發動機性能的影響微乎其微,其更重要的因素應歸功於與變速箱的匹配效果,而其它諸如輪矩、整備質量和風阻係數等客觀因素也至關重要。

發動機的功率能否通過變速箱和輪矩高效地反映在整車的的動力與加速性能,在於各個環節的匹配與傳遞效率。

不考慮整備質量與風阻係數和難以計量的輪矩,單從變速箱考慮,雙離合變速箱由於升擋速度迅捷,傳動效率與加速能力優於CVT變速箱,也優於AT變速箱,因此直線加速的能力相應出色。

上汽名爵6敢標榜6秒多的成績,其功臣就在於其裝置的7速雙離合。

註明:雙離合變速箱的弊端不在本文討論範疇,此不贅言。

CVT是擋位模擬變速箱,現在成熟的擋位最寬泛的是模擬10速,由於從動輪的大小調整範圍寬泛,整車的行駛更為平順,燃油經濟性也比模擬6速、7速要好。

而AT變速箱,目前新車裝備最多的是愛信8AT,相較於6AT和4AT,當然齒比範圍更寬廣,加速性能更好。

不過,事情並不絕對,比如馬自達的6AT變速箱比起多數車型匹配的8AT、9AT和10AT和CVT以及雙離合變速箱都要出色,它的6AT變速箱上的關鍵組件——液力變矩器簡直是獨門秘籍,是世界上絕對領先的存在。

再回到發動機的問題,在車型、整備質量、風阻係數、變速箱類型和發動機排量等多因素一致的情況下,日常行車過程中扭矩的大小並沒有特別意義,實際上只要發動機轉速夠高,加速能力一定會好一些。

扭矩大隻能說明車有勁,有利於跑得快但未必真的就能跑得快,其最大意義在於整車爬坡、脫困與瞬時負載能力較強。

依然拿吉利星越與長安CS85舉例。

由於車型大小、整備質量以及發動機的功率與扭矩都非常接近,變速箱也同位愛信8AT,為什麼星越加速更快?

原因在於發動機與變速箱的匹配,其中關鍵的原因應該在於電子控制程序的調節,強調在急加速過程中,發動機轉速夠快,讓發動機功率提升更快一步,而變速箱升擋變慢,從而使扭矩的提升也更快。

因此,扭矩越大加速越快說法成立的前提,一定是發動機功率足夠,並且與匹配的變速箱類型及匹配效果等都有不可分割的關係,同時,車型類別、質量、風阻係數等都是比較重要的影響因素。


試駕時間


加速能力取決於輪上扭矩。發動機的功率也好,扭矩也好,經過一系列傳動及變速到達車輪,車輪的扭矩才決定加速能力。最大扭矩在未到達車輪時是一個不確定的量,在每一個齒輪上都不一樣,但是最大功率是確定的,在所有傳遞過程中不變,發動機的最大功率決定輪上扭矩。

發動機3000轉最大扭矩,6000轉最大功率,前面那個數對輪上扭矩來說一點關係沒有,3000轉時扭矩是300牛,功率是150匹,6000轉時扭矩是250牛,功率是300匹,同樣速度前者齒比是後者兩倍,輪上扭矩後者是前者兩倍。發動機扭矩並不參與計算。

要想加速快就不僅需要發動機輸出大扭矩,而且需要發動機高轉速,同樣的扭矩發動機轉速快一倍,功率就增加一倍,加速力就增加一倍,輪上扭矩就增加一倍。加速能力不僅和發動機扭矩有關係,而且和轉速有關係,而功率就是扭矩和轉速的乘積。

f1賽車1.6發動機扭矩只有460牛,但轉速可以達到19000,功率最大可達900匹,寶馬m3扭矩550牛,功率只有450匹,他們之間巨大的差距來自於扭矩和轉速的共同作用,扭矩和轉速的乘積就是功率。

換個理解方式,扭矩是步幅,轉速是頻率,功率是速度,步幅乘以頻率等於速度,扭矩乘以轉速等於功率。


lgp3651


最經典的的一個問題,最常見的的一個問題,也是最受爭議的一個問題,就是扭矩越大、加速越快,功率越大、速度越快,無論是汽車愛好者,還是專業車評人最愛爭論的話題之一,如果談起這個話題,連著說上幾天幾夜都沒有問題。


就像你問的,發動機扭矩越大,加速能力就越快,你列舉的大眾1.4T發動機,在1750-3000轉爆發最大扭矩,如果按最大扭矩加速最快的說法,顯然這個轉速之間會是加速最佳的時間,然而實際加速的時候,變速器會把檔位降低,從而轉速拉昇,在這個時候,傳動比、扭矩、功率都會發生改變,這三者之間是個動態變化的過程,別忘了,汽車動力學上還有一個概念,那就是輪上扭矩,一般德系車會比較注重這個輪上扭矩或輪上功率,發動機扭矩是經過變速器、主減速器等傳動機構的變化才傳輸到車輪上的,真正決定汽車加速力的是輪上扭矩。


當車輛在一定速度行駛時,其輪上扭矩是由輪上功率決定的,而功率幾乎是不會受傳動比改變而產生變化的,忽略傳動機械損失,輪上功率,是可以等同於發動機功率的,也就是說,無論是最高速度,還是最快加速時間,其實都是由最大功率決定的。

如果說,某臺發動機1700多轉就可爆發最大扭矩,從而加速性能越快,那就不需要降擋來攀升轉速了,攀升轉速的意義就是,爆發最大功率,說到底,加速性能還是由功率決定的,就像你描述的哪個狀態下加速最快,我認為是最大功率輸出的時期,功率是等效於扭矩乘以轉速,這時候要靠轉速攀升獲得更大功率,從而獲得更大的輪上扭矩,我自己開的就是大眾CC,在需要激烈駕駛的時候,深踩油門踏板,發動機瞬間做出連降3檔的表現,這時候轉速急劇上升,在5000轉-6000轉,發動機最大功率爆發,從而獲得最快加速效果,這裡還需要一關鍵參數,那就是最大功率轉速(rpm),隨著轉速的增加,發動機的功率輸出也在提高,但是到了一定的轉速以後,功率反而呈下降趨勢,發動機在達到最大功率時對應的轉速稱為最大功率轉速,所以同樣道理,你說的那臺1.4T發動機,最快加速時間也在5000-6000轉之間,然而這時候,隨著轉速的提高,扭矩卻是下降趨勢。




比如最簡單的例子,拿長城哈弗H9來說,同時2.0T車型,汽油版最大功率185kW,最大扭矩355N·m,柴油版最大功率140kW,最大扭矩420N·m,按照扭矩決定加速時間的話,那麼柴油版當然要比汽油版快出很多了,而實際情況下,汽油版比柴油版快出了3秒多。



威馬汽車Club


3000轉加速能力最強,很多人認為功率最高時加速能力最強,錯!決定物體加速度的永遠都是力量F=ma,質量m一定時,F越大,a越大,扭矩雖然與力臂有關,但基本上能表明推動物體(車輪)轉動的能力。有人說P=nm/9550,沒錯,這個公式恰恰表明功率由轉速和扭矩決定,而不是功率決定扭矩和轉速,沒有推力哪來的扭矩?沒有推力哪來的轉速?一切物體的位移(包括轉動)都源於給它施加一個力,這個力的大小決定著物體運動的加速度,而發動機最大功率只能表明在一定扭矩下,發動機能達到的最大轉速,也就是車的極速,是恆定速度,而不是加速度,不要搞混。說1.4T3000轉加速能力最強,是因為此時輸出最大扭矩,且發動機功率也比1750時高,即輸出轉速高,加上此時齒比較1750時更小,所以加速更快。其實有個很簡單的現象足以說明這一切,那就是自動擋車急加速時,變速箱都會降低檔位甚至連降2檔,目的就是通過更大的齒比獲取更高的扭矩,同時提高發動機轉速輸出更高的功率,否則汽車就不會這麼設計變檔邏輯了。扭矩決定加速度,功率決定極速。


用戶5933340627


家用車和賽道上的競速車的應用場合不同,需求也不同,有人用競速車的需求套家用車的需求,是對家用車車主進行誤導。

競速車的應用場合是賽道,以速度定輸贏,多數時間是運行在極速附近,發動機也在最大功率區附近,加速也在極速附近。試想,給定長度賽道,要在儘可能短時間內跑完,肯定要拼最大力氣(功率)跑完,因此,競速車設計,也一定是在符合規則(主要是排量限制)前提下追求功率。


家用車的應用場合是市政道路和長途道路,有限速,城市道路限制在60~80公里時速,長途道路的高速公路一般限制在100~120公里時速,即使不限速,路況擁堵,周圍車速限制,也難以達到賽道車速。

限速導致家用車的實際工作功率區一般為30~50千瓦,即家用車一般都運行在有功率儲備情況下,而不是像賽道競速車那樣拼功率極限,對於A0級以上的家用車,功率儲備一般都有2倍以上,級別越高,功率儲備越大,所以,家用車超車都比較自如。

再就是競速車不會顧及油耗、壽命等經濟性因素,也不會考慮舒適性,而對家用車來說,這都是很重要的考慮因素。

因為這些原因,在限速60~80的城市路況,家用車工作轉速一般在1600轉左右,限速100~120的高速公路路況,家用車工作轉速一般在2000轉左右。

當然,加速的時候動力要求要提高,但市區路況,車間距小,絕大多數情況下,很難用高轉速的方式獲取動力,拼的是巡航轉速附近的扭矩(功率)儲備,這也是1500轉左右即達到最大扭矩的渦輪增壓車市區路況駕駛體驗好的原因。

長途道路,一般用降擋加速超車,考慮到絕大多數人的駕駛習慣,一般也是降一兩個檔位超車,轉速到三四千,極少用到最大轉速,而且轉速高了,發動機噪聲陡增,影響舒適性,大部分人的主觀反應是迴避。

考慮到發動機一般過了4000多轉,扭矩走下坡路,功率的增加只能靠轉速增加,因此,對家用車車主而言,4000轉之前的扭矩和功率才是重要的,而在這個轉速之前,扭矩大,加速也快,功率也大。這也是為何功率不高的柴油車反而動力體驗好的原因。

考慮到家用車行駛的轉速分佈,正態分佈的峰值大約在1600~1800轉,因此,這個轉速附近的扭矩和功率,是對駕駛體驗和動力感受影響最大的,越遠影響越小,這就決定了這些中低轉速附近的扭矩和功率才是最重要的。而這個轉速區間,也同時照顧了經濟性和舒適性。

因此,對家用車的使用場景而言,當然是扭矩越大,動力感受越好,駕駛體驗越好,加速越快。就像碰撞測試無法覆蓋安全性能的全部一樣,個別的加速測試也不能覆蓋整體動力體驗,手機也是如此,過去,蘋果手機跑分(其實是一種測試)不如高檔安卓手機,但誰能比蘋果使用體驗更好呢?


魚眼貓眼鷹眼


哎,不知道這個問題為什麼總是有人炒作,到底啥意思?日系車功率高扭力低,德系車扭力高功率不見得高,是不是想用誰決定加速能力來證明誰家的車加速能力強呢?但是這不需要用理論來證明吧,實際同級別車拉出來溜溜不就得了。

以功率、扭力、轉速這三個參數來證明的話需要有個前提,那就是輪上的三個參數,別和我來攪和發動機三個參數,因為那是沒用的東西。

任何車輛起步前只有扭力沒有功率,因為轉速為0,隨著轉速上升,輪上功率逐漸升高,但是也是扭力和角速度的乘積。當功率達到最大值時扭力將不再可能提升或者繼續維持最大值平臺扭力,因為轉速還在上升,這就是基本原理。

既然汽車起步時輪上功率為0,那為啥非要口口聲聲強調最大功率的作用呢?他有作用嗎?有也得通過扭力才能表現出來,除此誤解,這是其一。

其二換擋是為了增加輪上扭力,記住了,別裝個專家一樣又去找功率啥事,功率在轉速提升之前根本達不到最大功率,別和油門又參合起來傻乎乎的分析一通,全是謬誤。

柴油車扭力大但是加速能力差?你可能不知道歐洲的柴油運動型車吧,別拿大卡車來說事,大卡車受齒比的限制,輪上速度是不可能太快的,否則柴油發動機會“飛車”。

好了,不在多說了,記住輪上三參數之間的關係,參照發動機外特性就沒啥搞不清楚了。

另外補充一點,輪上三個參數如果發生如下前提,等於發動機三參數,即傳動不打滑、傳動效率100%,這時輪上扭力、轉速只與齒比有關,功率無論誰都是相等


joshen1



發動機的扭矩越大加速度越快?這個說法不能說錯,但並不嚴謹!扭矩決定加速度中的這個扭矩指的是“輪上扭矩”,而不是汽車性能參數表上的“峰值扭矩”,而這倆扭矩完全不是一回事,不要混為一談!而實際上的的確確是輪上扭矩決定加速度,而這個輪上扭矩的大小是由功率的大小來決定,即可推出汽車的加速度由功率決定!

按照您所說的1.4T峰值扭矩範圍在1750-3000轉之間(渦輪機頭扭矩寬泛),而最大功率在5000轉,那自然是最大功率轉速5000轉時的加速效果要比峰值扭矩轉速3000轉的加速度快的多!談加速度就不要提扭矩,扭矩完全是把這道題給帶偏了,其實沒有那麼複雜!只需要知道一個初中時的公式即可。。。

公式1:F=P/V F為輪緣驅動力、P為功率、V是車速

通過這個公式我們即可看出,輪緣驅動力F的大小是由功率P來決定的,在車子的時速一定下,功率P越大,輪緣驅動力F就越大!這裡鄙人補充一句,輪上扭矩=輪緣驅動力*車輪的半徑,所以我們可以推出輪緣驅動力F越大,輪上扭矩就越大!現在我們就可以確定了功率P的大小決定“輪緣驅動力F”的大小,而“輪緣驅動力F”的大小又決定“輪上扭矩”的大小,所以我們可以直接判定“功率P”的大小決定“輪上扭矩”的大小!其實這個公式我們早就學過,只是很多朋友都忘了!下面鄙人在給出一個公式2,之後會將公式1、2合併導出功率P與加速度A的關係,這個問題就無懈可擊了!

公式2:F=M*A F為輪緣驅動力、M車重、A為加速度。。。下面我們就將公式1與公式2進行合併,將公式2的F=M*A帶入公式1。。

F=M*A=P/V

M*A=P/V

P=M*A*V即而我們可以推導出A=P/(M*V)

所以在車重、車速一定的情況下,加速度A的大小由功率P來決定!所以扭矩越大加速度越大的說法是不嚴謹的!影響加速度可不是“峰值扭矩”而是“輪上扭矩”,而上面鄙人也根據初中的公式進行了判定,輪上扭矩的大小是由功率的大小來決定(輪上功率),所以只通過公式1我們即可確定功率決定“輪上扭矩”,而公式2則直接確定了功率對加速度的影響!所以您問題的答案也就出來了加速度由功率的大小來決定,和“峰值扭矩”沒什麼關係!至於什麼轉速加速度最快不重要,1750-3000這個峰值扭矩區間的加速度肯定不如5000轉的加速度快!要不然那些賽車為什麼都選擇紅線升檔,而不是“峰值扭矩轉速”升檔呢?笨法也想出來了!


非專業車評


扭矩大就能代表加速快嗎?不存在的,這說法並不正確。

很多人買車時候都很關注一個參數,就是0-100公里加速時間,都想買一輛加速快的車。網上都說扭矩大的車起步快,要買就買扭矩大的車。其實不然,扭矩大小不是起步快慢的主導因素。

理論上來說,引擎功率不變的前提下,扭矩與引擎轉速成反比關係,轉速越快、扭矩越小,反之則越大。

不理解,那從簡單來說,扭矩大,動力好。這是無可爭議的。但是比加速不是比拔河啊,要那麼大力量幹什麼呢?如果是兩車拔河,扭矩大的一定佔優勢。但是放在加速性能上就不適用了。再簡單不過了,東方紅拖拉機,扭矩絕對大過一般的民用汽車,但是比加速它能幹過誰?還不是隻有看屁股燈的份兒。再比如重卡、後八輪、半掛、坦克。哪個扭矩不是以一比十的,但是加速性誰能幹過民用車?

實際上一定扭矩範圍內真正決定加速快慢的還是看誰能更快的把扭矩轉化成速度,既然說到快慢那就不得不說發動機另一個參數:功率!一定扭矩範圍內決定加速性能的是功率。當年物理書上是這樣描述功率的:功率代表做功的快慢。

為什麼拖拉機加速性能比不過麵包車呢?因為拖拉機扭矩雖然大,但是它功率小,轉速提升的慢啊,你空有一股子勁但轉速提不起來速度怎麼上去呢?

所以啊,那就是兩車的最大扭矩不一樣,但是輪上扭矩卻非常接近,而百公里加速時間也是相當接近的。所以說,不是扭矩越大,加速就越快的。

Anywhere anytime,覆蓋全國的移動互聯網汽車救援網絡平臺,救援就在你身邊,關鍵時刻顯身手!回答車主各類養車用車急救問題,認為有用的請關注並點贊,謝謝!


分享到:


相關文章: