03.04 汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?

花花心心


不请自来,来说说我对这几个参数的理解。

首先这几个参数说的都是针对发动机而言,马力和功率其实表示的是一个意思,功率我们都知道是表示物体做功快慢的一个物理量,打个比方,两个人要搬同样一堆砖,有个搬得比较块,那么他得功率就比较大,我们通俗点说就是他速度比较快,所以发动机的功率,一般决定了汽车的最快速度。



而扭矩,一般理解为发动机曲轴端输出的力矩,我们都知道,力的大小决定了加速度,所以扭矩一般和汽车的加速度有关。

排量一般指的是发动机内缸体活塞运动上下位所包括的这一部分体积,也就是缸内的燃烧空间大小,那么为什么排量越大的发动机功率和扭矩都会比较大呢?



因为燃烧空间大,所以吸入的空气燃油混合气就越多,发动机单次燃烧产生的能量就越多,能用来做功的能量就越多,我们根据W=Fs就不难看出,在相同的距离下,做功越多,力就越大,而根据W=Pt我们也可以看出,相同时间内,做功越多,功率也越大。



所以一般排量越大,功率和扭矩都会对应变大,当然,因为排量变大吸入更多空气燃油混合气,油耗自然也就越高。

但是有的发动机功率、扭矩、排量都很大,汽车开起来却没有这种感觉,因为发动机输出的能量,要通过变速器、齿轮、传动轴等机构,会消耗很多能量,如果一台车这几部分设计不合理,自然会消耗很多能量。


造车人说车


汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?

排量:一台发动机所有的气缸容积总和就称之为排量!比如某2.4升4缸发动机,它的每个气缸的容积为0.6升,0.6*4=2.4L,通常实际容积与标定容积有微笑差异!

功率、马力:功率、马力的本质是一回事,只是进制不同,功率是国际标准单位、马力是英制单位,有点类似时速多少迈、多少千米之间的关系,只是进制的不同!通常情况下功率的单位是KW(千瓦),1马力=0.735千瓦!


扭矩得分为两部分来说,分为标定扭矩、轮上扭矩两部分!扭矩=力*力臂,对于发动机来说它的力臂就是它的“飞轮半径”,发动机的标定扭矩指的就是在某一转速下,发动机释放了最大的“力*飞轮半径=标定扭矩”,但通常情况下标定扭矩只是唬人的玩意,标定扭矩大不见得车子的加速度就快(标定扭矩的大小,完全可以通过不同变速箱的不同速比来实现增加、减少,比如甲的发动机的标定扭矩比乙的小,但甲变速箱减速比大,通过变速箱的增钮,甲的最大扭矩反而比乙更大)!决定加速度的最关键要素是“轮上扭矩”,而轮上扭矩的大小则由功率来决定。。注意啦,鄙人要开始说功率与轮上扭矩的关系了。。轮上扭矩还是等于“力*力臂”,只不过此时的力为“轮缘驱动力”、力臂为“轮胎半径”,现在可以得出“轮上扭矩=轮缘驱动力*轮胎半径”,轮胎半径是固定的,要计算出轮上扭矩我们首先要判断“轮缘驱动力”该如何导出?

引入公式1:P=F*V,P为瞬时功率、F为轮缘驱动力、V瞬时车速。。

通过这个公式我们即可推断出,在车速为一定的情况下,瞬时功率P值越大,轮缘驱动力F值就越大!而轮缘驱动力F越大,轮上扭矩也就越大!所以说功率的大小决定了轮上扭矩,轮上扭矩的大小决定加速度,和标定的最大扭矩没什么实际关系。。

引入公式2:F=M*A,F为轮缘驱动力、M为车子的重量、A为加速度。。

通过这个公式我们可以推断出,车子的加速度与轮缘驱动力成正比(车重为衡量),轮缘驱动力F越大,加速度A就越大!所以我们将这个公式带入“轮上扭矩公式”中即可得出。。

轮上扭矩=F*L=(车重*加速度)*轮胎半径

现在很容易看出来轮上扭矩越大,车子的加速度也就越大,所以说轮上扭矩决定加速度的大小没有问题,而实际上加速度的大小是由轮缘驱动力F来决定的,而轮缘驱动力F是由功率的大小决定的,推出功率大小决定加速度!写的太复杂了,下面简化一下。。

1.功率大小:决定轮缘驱动力F的大小!

2.轮缘驱动力F的大小:决定轮上扭矩、车子的加速度A的大小!

所以功率与轮上扭矩是成正比的关系,功率越大、轮上扭矩越大、加速度就越大!


非专业车评


按这个顺序说吧:排量、扭矩、马力、功率,因为马力和功率比较抽象,所以放在最后说。

1、排量

活塞上止点到下止点之间的容积再乘以气缸数就是排量。比如四缸发动机,一个气缸容积为500ml,则排气量为500*4=2000毫升,则排量就是2.0升。

一般情况下发动机排量计算出来后并不是整数,都会四舍五入后取整数。

一般车辆都会在车尾标注排气量,比如1.6L、2.0L,这些都是自然吸气,还有2.0T、1.8T,这都是涡轮增压。


还有一些尾部带有发动机独有的技术,比如本田的2.4i-vtec


,乍一看挺邪乎,其实就是使用了本田i-vtec智能可变气门正时系统的2.4升自然吸气发动机。

不过也有例外的,比如大众目前的新车都使用了新的表示方式,乍一看以为上图的朗逸排量惊人,其实这个230只是代表了发动机的扭矩区间。

2、扭矩

扭矩指的是发动机曲轴输出的扭转力矩,可以简单粗暴的理解为发动机有多大力气。

3、马力

马力其实就是功率的一种表示方式,代表一秒钟将75公斤物体提升1米所做的功。是由发明蒸汽机的瓦特提出来的,英文名称HorsePower,简称HP,比如有些性能车发动机750HP,就是750马力。1马力=0.735千瓦。

4、功率


这值得讨论,一直以来人们都在争论,到底是扭矩决定加速性能还是功率决定加速性能。扭矩决定了车轮驱动车辆的力量,肯定是车轮驱动力越大,车辆前进的动力越大,但是加速并不是爬坡,想要更快的加速就必须在扭矩大的前提下发动机能更快的提高转速,毕竟档位固定的情况下车速取决于发动机转速。如果你转速提升太慢那么扭矩再大也是白搭,最直接的例子就是柴油车了,动辄300多的扭矩,但是加速性比不过200多扭矩的汽油车。

但是在发动机机械结构参数一样的前提下想要快速提升转速还是取决于扭矩,扭矩越大发动机越容易克服外部阻力保证转速的快速提升。为什么要说在发动机机械结构一样的前提下呢?因为不同的发动机曲轴回转半径以及缸径冲程都不同,这些物理结构也影响着转速提升的快慢。

说到这里估计大家会认为:那不很明显了,扭矩决定加速性能啊。别急,听听功率是怎么说的:功率并不像扭矩那样直观,甚至算是比较抽象的概念,因此人们用扭矩和转速的乘积作为功率,这么一来铁定是功率决定加速性了,虽然扭矩辛辛苦苦忙活着,到头来功率举着牌子:功率=扭矩*转速,轻轻松松把成果的韭菜给割了。而且功率的简单定义也足以让扭矩心灰意冷:功率代表做功的快慢!人们都说了,代表快慢,加速不是做功么,那么功率大做功快,加速肯定快啊。

如果还不理解可以想象这样的情况:同一辆车,发动机变速箱一切都相同,发动机在6000转时扭矩为135牛米,假如刷完ECU后6000转时扭矩增加到145牛米,你说谁提速更快?肯定是刷完ECU的145牛米啊,但是谁的功率更大,肯定也是后者了。所以说扭矩是在背后实实在在工作的,功率是人们发明出来表示扭矩做功速度的。


爱车大家说


兄弟,能问出这么“硬核”的问题,说明你已经脱离一般的“键盘侠”,开始深入汽车内部的原理了。


作为毕业于汽车工程的扒哥来说,回答这道题再合适不过了。买车时,扭矩、马力、功率、排量是重要参数,但他们之间没啥太大关系。


先看四个参数分别是什么。

1、首先看功率和马力。功率是发动机单位时间内的功,它有两种单位——马力和千瓦,1马力等于0.735千瓦。比如说一台车的最大功率,可以说成100马力,也可以说成73.5千瓦。

2、排量是发动机的气缸容积,排量=气缸数X气缸容积。比如大众EA888发动机,有4个气缸,单个气缸容积为0.5L,它的排量就是2.0L。不考虑其他因素时,排量越大,发动机动力性越强。

3、扭矩是发动机输出的力矩,排量相同时,扭矩越大说明发动机性能越好。一般通俗来说,轿车的扭矩越大加速性(0-100加速)越好,纯粹越野车的扭矩越大爬坡度越大,货车扭矩越大车拉的重量越大。

再看四个参数的关系:

综上所述,能看出四个参数的关系——马力是功率的单位,而功率和扭矩都是检验一台发动机性能的指标,无太大联系。

排量和功率、扭矩都有关系,但是在一台车的性能指标中,它是一个比较“泛”的概念。在消费者的普遍认知中,排量越大动力也越强,但在如今小排量涡轮增压当道、新技术层出不穷的时代,它更多的是反应一台车的油耗水平。


买车时还应该看哪些性能参数

在扒哥看来,在中国汽车消费市场中,大家往往只关注一台车的马力和“零百”加速时间,而忽略了两个重要参数——扭矩及最大转速扭矩。

上文提到,一般来说轿车的扭矩越大,“零百”越快,油门响应也就更灵敏,更有驾驶乐趣,所以最大扭矩转速就成了重中之重。根据此,咱们以1.4T高尔夫和1.6L轩逸为例,比较一下最大扭矩转速的重要性。

先看1.4T高尔夫,它的最大功率为150匹马力,最大扭矩250牛·米,最大扭矩转速为1750-3000转。由此可看出,这台车起步时稍踩油门(1750转),就能获得最大输出扭矩,并且一直到3000转才开始减弱,说明这是一台注重前段爆发力,兼顾燃油经济性的车,比较有起步推背感和驾驶乐趣。

再看1.8L的轩逸,其最大功率为139匹马力,最大扭矩为174牛·米,最大扭矩转速为4000转,虽然马力和高尔夫相近,但是扭矩及最大扭矩转速相差很远。这就导致了想要在轩逸上获得起步推背感,需要深踩油门维持在4000转。并且由于最大扭矩转速太高,导致这台车的油门响应不够灵敏和迅速,比较“慢热”。所以由此看来,这台车起步很肉,更偏向于舒适性和经济性。


综合来看

一台车是否有驾驶乐趣,不能只看它的排量、功率、扭矩,还需要看它的最大扭矩转速,以及整台车的底盘、悬架、变速箱的调校。扒哥在此不由感叹,造一台好车真是太难了。


汽车00扒


对于一辆传统的汽油车来说,三大件,亦就是发动机、变速箱、底盘三大件是汽油车中最为重要的部件,亦是消费者们日常比较少接触、了解较为浅显的三大部件。在本篇文章中,我们就来着重讲讲发动机这一部分,讲讲发动机的扭矩、马力、功率、排量都分别代表什么,又有着什么样的关系。

扭矩:发动机的扭矩就是从曲轴端输出的力矩,单位牛米。

马力:一种用以计量功率的单位,单位匹,可利用公式与功率之间进行转换。

功率:发动机的功率就是单位时间内所做的功的大小,简单来说就是描述做工的快慢,单位千瓦。

排量:活塞从上止点到下止点之间的工作容积称为气缸排量,气缸排量×气缸数即可得出排量。

简单了解完发动机的扭矩、马力、功率、排量等含义后,我们再来说说它们之间的关系。有这么一条公式:功率=扭矩×转速,这条公式就很好的表达了扭矩和功率之间的关系。此外,1千瓦=1.36匹,也就是1千瓦的功率=1.36匹的马力,理解了这个也就理解了马力与功率之间关系以及马力与扭矩之间的关系。最后,一般来说,排量越大,发动机的扭矩输出以及功率输出也就越大。

小结:总的来说,以上几个参数对于发动机本身而言是十分重要的,也是衡量发动机的几个重要性指标。但需要注意的是,这些参数并不能直接代表车辆的性能等层面,车辆的性能还会受到传动效率、重量、风阻等等其他因素影响。


大搜车家选


马力跟功率是相同单位不同叫法,指得都是发动机的热效应,升功率越高,热效应越好。

扭矩,指的是发动机通过变速器对轮胎力臂使劲的大小,跟齿轮比有关。厂家根据车型不同的需要而针对性的设置车轮的扭矩,比如越野车、载货车,扭矩相对较大,乘用车,扭矩相对较小。

排量,指的是发动机汽缸的容量,排量越大,功率越高。

三者间的关系:

排量≈动力≈平顺(发动机一般来说,排量越大,汽缸越多,平顺性较好;汽缸越少,为求榨取动力,发动机的振动频率越大)。

马力和功率,很大程度取决于排量,当然,各厂家的相同排量的发动机,因为设计和工艺,各有大小,马力(功率)≈动力。

至于扭矩,只不过是厂家因应不同车种的不同需求而设计的齿轮比,拖拉机的扭矩就很大,那是拖拉机的工作需求,但极速却不高,因为它基本每个档位都必须首先考虑扭矩,除了最高档才考虑速度。

速度跟扭矩是个死对头,在相同马力(功率)的前提下,变速箱的齿轮比决定车辆各档位要求的重点是速度还是扭矩。

以上为汽车的马力(功率)、扭矩和排量的简单理解,再复杂点,恐怕得理解为专业知识了。


粤足球点评


我们在选车、买车时,在了解相关参数配置时中会经常看到几个数据,马力、功率、扭矩跟排量。那么,它们分别代表什么意思呢?马力,扭矩还有排量他们之间到底有什么关系?那么今天我就用一个形象的方法跟大家描述一下这个问题。

一、马力。

我们中国人有一句古话:路遥知马力,日久见人心。有趣的是,汽车名词参数的马力类似这个意思。1765年,英国人瓦特发明了世界上第一台蒸汽机,从此,人类进入了"蒸汽时代"。蒸汽机的实际应用,最早是在煤矿上开始的。一家煤矿矿主,想用蒸汽机来代替马匹提水,就向瓦特定购了一台蒸汔机。瓦特为了设计制造这样的"机械马",便测量了一匹健壮的马的功率,结果是这匹马能把70kg重的水用1m/s的速度向上拉起来,也就是说这匹马的功率是70kg.m/s,瓦特根据这个功率制造出功率为75kgm/s的蒸汽机,并把这种蒸汽机的功率称作 一"马力"。这就是"马力"名称的由来。

二、功率。

功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是表示做功快慢的物理量。功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力 (PS)或千瓦(kw)来表示,1马力等于0.735千瓦。通俗的说,汽车功率大小就好比看驴一天能磨多少粮食,类似的汽车功率越大,单位之时间做功越多。

三、扭矩。

在物理学中,扭矩就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米。其实简单点、不那么严谨点说就是力。有力才能推动车辆前进,而扭矩的大小就好比是看驴能拉动多大的磨,是只能磨磨豆浆呢?还是能拉动很大的碾子?

四、排量

排量的定义:活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。排量的单位用的就是体积单位:升(L)。

五、转速

发动机转速就是指发动机在单位时间内转过的圈数。转速的单位是转/分(r/min)。

驴拉磨的例子里,可以理解为单位时间内驴转过的圈数,转圈越快,干活越快。

就好比两头驴在相同的转速下,劲大的可以拉动更大的磨,可以磨更多的粮食,效率也就越高。

弄清了概念,再来看看它们之间的联系:

也就是功率和扭矩以及转速的关系啦:功率=扭矩*转速。当然还会有一个换算系数在前面。


总结一下,朋友们以后再看到这些参数时,只要记住,排量越大,功率越大,汽车的马力越大。相同转速下,扭矩越大,功率越高。而在相同扭矩下,转速越高,功率越大。


AUTO航车论


这里是汽车00扒,为您解决汽车问题

先直接回答您的问题,排量和扭矩及功率这三者间不存在什么必然的联系,也不是如其他回答一般的正相关,这几个数据只是代表着车不同维度的性能指数而已,我们来一个个具体解释。

首先谈谈马力和功率,其实这两个在本质上是一回事,只不过是两种不同的计量单位。马力是英制计量单位,是当年瓦特发明蒸汽机后提出的计量单位;而功率则是国际标准单位,表现的是做工快慢,功率越大转速越高,汽车的最高时速也就越高。两者的换算关系为1马力=0.735千瓦,新车一般都会标出最大马力,让最高时速的数值好看一些。

对车而言,扭矩是评价一款车性能的主要参数之一。对那些喜欢“速度与激情”的车友来说,扭矩大小尤为重要,它代表的是汽车的加速度,扭矩平台范围越大,汽车的加速性可能也就越好,它影响着汽车0-100km/h的加速时间,开车时能否一脚油门就享受到那种推背感也是受它影响。

至于标定扭矩、轮上扭矩这种概念,理解起来比较麻烦,对于大部分用户来说并没有什么实际意义。您只需要认准,一台发动机能够在较低转速时达到最大扭矩,最大功率出现在较大转速,这就是一台合格的发动机。

而所谓排量,即活塞从上止点移动到下止点所通过的工作容积称为气缸排量,所有气缸排量之和称为发动机排量。通常排量大的车,单位时间内发动机所释放的能量大,就使得车的动力性更好。但这并不能说明排量小的车其扭矩、功率就会比排量大的低,这几个参数之间的影响因素太多,发动机的调教、发动机升功率、发动机的技术等都是很关键的影响因素。比方说,高尔夫1.4TEA211发动机的最大马力是150匹,而1.6L的卡罗拉的最大马力为122匹,高尔夫的排量小但功率反而更大,动力更足,不仅是因为两个车型在涡轮增压和自然吸气上的选择的不同,还有在发动机调校水平的差距。

如果存在一台车,除了排量、功率、扭矩外所有的因素都一样(即纯理论环境),在这种情况下,排量与功率、扭矩是正相关,即排量越大,扭矩越大,汽车的功率越大,否则抛开发动机技术、调校等多种因素只谈关系,都是耍流氓。


当代辙学


我是绿芯工程师。我来回答。

朋友们在买车之前,肯定都会查看车辆的动力参数。对动力性有要求的小伙伴,更是希望马力、扭矩越大越好。但当你面临下面两款车时,怎么选?


首先题主问题里,马力和功率是一个概念(以下统称功率)

马力和扭矩,哪个更能体现动力性?排量和这两者之间有什么关系?以下是详细的回答。



首先,解释下功率、扭矩、转速 这3个参数和汽车动力性之间的关系:

01 最高车速由最大马力(功率)决定

功率与车速存在以下关系:

一定功率下,随着车速升高,驱动力逐渐减小,但是行驶阻力越来越大。当驱动力大小等于阻力时,车辆就达到最高车速了。

如图所示:驱动力和行驶阻力的相交点即为最高车速点。功率越大,相交点的车速越高。一般汽车设计时,会尽量让相交点的工况处于动力源最大功率点。

02 任何车速下,加速度由当时的输出功率决定,而不是最大功率

假如忽略行驶阻力,加速度与功率存在一个关系。因此如果车速确定,加速度就跟功率唯一相关。

03 只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。

如果对应转速不高,即使扭矩很大,相乘得到的功率也不大。另外,如果最大扭矩对应的转速范围窄,只是某个转速点扭矩大,那么对动力性的影响也是较小的。

另外,其实动力源扭矩大小跟动力性本身没有直接关系。加速快慢是由轮端驱动力决定的,轮端驱动力的大小只跟功率和车速有关,因此其实真正决定动力性的是功率。

小结:最大功率决定最高车速。任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。

作为一般用户,能完全理解这几句话就相当可以了,至少能够做到不被厂家的宣传数据所迷惑。但是作为喜欢刨根问底的工程湿,搞明白这些还不能满足,因为有些问题仍没法解释,比如:

为什么相似功率和扭矩数据的自吸发动机和涡轮增压发动机,自吸的车加速感受明显比增压的强?

为什么越野车大多装载自然吸气发动机或者柴油机,强调低速大扭矩?

为什么豪华轿车如劳斯莱斯,6.7L排量的发动机,最大功率只有400多kw,扭矩却有惊人的900Nm?



对于这个问题,有一个到位的表述:

动力性影响因素除了最大扭矩、最大功率、不同转速范围的扭矩和功率外,还有不同转速不同扭矩下的扭矩响应速度。事实上,对于日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响更大。

问题来了:

01

什么是扭矩响应速度?

举个极端的例子:假如一款车的发动机,在1000rpm~6000rpm转速范围内,都可以输出900Nm的扭矩,很惊人了吧?但是如果告诉你,从踩下油门开始,需要经过3秒时间发动机才能达到这个最大扭矩,那这个惊人的900Nm还有用吗?对直线加速可能还有些用吧。。。

当然,前面假设的3秒的响应时间夸张了,实际涡轮增压发动机

0.5秒左右的延迟是有的,视海拔、气温、转速等情况而定,而这0.5秒体现到驾驶感受上,影响就很大了。

又一个问题来了:

02

为什么自然吸气发动机扭矩响应

会比涡轮增压发动机快?

这就要提所谓的“涡轮迟滞”了。涡轮增压机的原理简单来说就是利用排气的能量带动涡轮旋转给进气增压,从而在排量不变的情况下增加进气,提高功率。但是午餐没有免费的,利用了排气能量,但是增加了排气背压;增加了进气,但是等待涡轮提速需要时间。下图所示是两种发动机的扭矩响应示意图:

驾驶员踩下油门,VCU对发动机的目标扭矩如蓝线所示,理想的情况当然是发动机扭矩紧跟目标,不大不小(这就是所谓的“跟脚”),但实际情况我们看到了:

· 自然吸气前半段响应快,但是很快达到自己的极限了;

· 涡轮增压虽然最终能够达到扭矩目标、极限高,但是中间经过了很长的响应时间。

大部分日常驾驶工况,驾驶员不会把油门踩到底,也就不要求发动机扭矩出到极限,这样一来前半段扭矩响应快的自然吸气发动机,就会带来更加强烈的加速感。

最后一个问题:

03

响应最快的是什么车呢?

扭矩响应最快的是电动车,因为电机扭矩响应的速度大约在30ms(0.03秒),大约比发动机快10倍!

由于此前很长一段时间我一直在研究混合动力汽车,顺便再提一下混合动力汽车的一个优点:我们常说的混合动力汽车的一个优点是电机可以调节发动机负荷到最佳经济区间,从而减小油耗。这是从经济性的角度,其实从驾驶性的角度,混合动力汽车的还有一个重要优点是扭矩响应快。快到什么程度呢?几乎跟电动车一样快!

因为当发动机扭矩响应速度跟不上指令时,电机这时候可以进行补偿,发挥其响应快的优势。例如上汽EDU二代混动系统,在并联模式下,当驾驶员快速踩下油门,发动机的扭矩响应无法快速跟随驾驶员的指令时,这时候电机就可以发挥其响应快的优势,补偿发动机来不及响应的那部分扭矩。混合动力其实很好玩,如果大家感兴趣,以后有机会再展开说。

以上就是自然吸气发动机扭矩响应会比涡轮增压发动机快的原因了。

关于涡轮增压,这里稍微再多讲一点,为下一个问题做点铺垫:我们已经知道涡轮迟滞了,那怎么做可以减少迟滞呢?

方法1:减小涡轮惯量

方法2:增加排气能量

我们要说的是方法2,增加排气能量怎么增加?当然是提高发动机转速了,这也就解释了涡轮增压发动机低转速大扭矩不行的名声。

如果你发现自己的涡轮增压车总是不跟脚,尝试切到S档,绝对会发现跟脚的多,因为S档会自动推迟升档点,让发动机维持在高转速。

我一开始的疑惑是:高功率为什么不行?发动机低速扭矩不够,我降挡还不行么?

其实我们忘了动力系统中的一个小兄弟:离合器(或AT的液力变矩器)。离合器简单来说就是连接发动机和变速箱的连接件,特别的只是,这个连接件可以处于3种不同的状态:(1)脱开;(2)接合;(3)滑磨

越野车设计时需要考虑很多大负荷起步的工况,起步过程的专业术语叫Launch,这个过程离合器处于滑磨状态。

Launch的控制原理是发动机根据驾驶员的扭矩需求调节到一定转速,同时压离合器。由于负荷大,离合器得压的比较紧。同时为了防止发动机转速被离合器拽下来,发动机的扭矩能力必须大于等于离合器,于是发动机转速不能太低。又由于车辆刚开始起步,变速箱是跟车轮相连的,因此变速箱的输入端转速几乎为零。发动机转速不能太低,变速箱端转速又几乎为零,因此离合器两端就会有比较大的滑磨速差。

高中物理还没还给老师的同学,这时候应该会想到,大扭矩和高速差,意味着摩擦功率很大,发热会很快。

大众dct一开始为什么容易坏?宝马M3为什么不支持连续弹射(SportLaunch)?

——都是因为离合器发热

举这几个例子只是为了说明离合器发热是个很要命的问题。越野车起步虽然不像跑车弹射起步那么恶劣,但是比家用轿车低速起步还是要恶劣的多。

怎么做减少发热呢?最直接的想法当然是减小滑磨速差了。减少滑磨速差就得降低发动机转速,降低发动机转速的同时还得保证起步的动力输出,这就是所谓的低速大扭矩了。

在此我们其实也找到了高转速发动机的其中一个缺点:起步滑磨发热多。也找到了最大扭矩大的一个优点,低速动力强。

再说一个混合动力汽车的优势:

传统车通过Launch滑磨离合器起步的方式,一方面担心离合器发热,另一方面,滑磨过程产生的这部分能量并没有用来加速汽车,而是平白无故损失了。(事实上,Launch过程发动机做的功,大约只有50%用于加速汽车,另外50%用于加热离合器。。。)

而混合动力汽车就可以利用电机低速大扭矩的特性,无需离合器参与就可以完成起步,等车速提高后再将发动机接进来,避免了起步过程的大扭矩滑磨过程,低速起步快。

其实跟动力性不是直接相关,只是讲到扭矩、功率、转速相关话题了,顺带讲一下:为什么劳斯莱斯的发动机扭矩很大但是功率不大?

原因其实不复杂,因为豪华轿车对极限性能的需求不大,但是对NVH性能的需求很大。发动机是汽车上最主要的噪声来源。同一款发动机运行时的NVH和转速、扭矩都相关,但是转速的影响更大。跑车上发动机轰高转速,那是美妙的音乐,但是豪华轿车上轰高转速,那还像话么?

所以高转速发动机的第二个缺点NVH差。


最后简单总结一下:


1、最大功率决定最高车速。而任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。

2、只有扭矩大不能保证动力强,但扭矩对应的转速和转速范围决定了当时的输出功率,即影响了此刻的加速能力。

3、在日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响也很大。

4、低转高扭的发动机更有利于大负荷起步。

5、电动汽车、混合动力汽车因为电机的存在,在扭矩响应速度、大负荷起步等动力性方面,有传统车无法实现的先天优势。


绿芯工程师


汽车的马力和功率其实是一个意思,只是表达的方式不同而已。功率是国际单位,而马力是英制单位。发动机的功率、扭矩与发动机排量之间的关系非常复杂,下面我将尽可能简单的解析它们的关系。

首先来给大家举个例子:

有一百块砖头,要从甲地搬到乙地。如果每次搬一块,可以每分钟往返一次;每次搬两块,两分钟往返一次;每次搬五块,五分钟往返一次......每次搬五十块,需要五十分钟往返一次;当然,如果你是一个大力士,非要一次就把一百块砖头全部搬走,那么你就要一百分钟才能往返一次。

这个例子与汽车的功率和扭矩有什么关系呢?

大家记住,谈到发动机的功率和扭矩,一定要与发动机的转速联系在一起。抛开转速谈功率和扭矩是没有意义的。

在上面的例子中,这一百块砖头,你可以把它看做是发动机的功率;每次能搬多少块砖,可以把它看做是发动机的扭矩;往返多少次,可以看做是发动机的转速。这样,你就看出门道了吧:

发动机功率=扭矩*转速

对功率和扭矩有了初步的印象,接下来我们就来说说它们的具体含义。

发动机功率

功率是指物体在单位时间内所做的功。是表示物体做功快慢的物理量。功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用公制马力(PS)或千瓦(kW)来表示。

汽车发动机额定功率简单可理解为汽车生产厂商在理想状态下测得发动机功率,一般指的是发动机最大功率。最大功率的标注会同时标注相应的发动机转速。而发动机铭牌上标明的功率及相应转速则称为额定功率和额定转速。

需要注意的是,发动机额定功率和发动机净功率是有区别的,后者可以简单理解为“发动机最大功率”减去“车辆本身因动力传输和部件损耗等因素消耗掉的功率”就是发动机净功率。实际有效功率数字总是小于规定值,是因为发动机内部摩擦损耗和带动其他机器会损失了一定功率。

最大功率大小主要取决于发动机气缸排量的大小,燃烧的燃料量和发动机的转速。功率值永远分发动机转速结合在一起,表明是在该转速下所发出的功率。

在这里,功率的单位有两种,马力和千瓦。

千瓦是国际单位,在正规的技术文件中都以千瓦作为发动机功率单位;而马力又分为英制马力(hp)和公制马力(ps)。 它们有以下换算关系:

1hp=0.746kw

1ps=0.735kw

1hp=1.014966ps

要想在日常生活中体验1马力的大小很简单,你可以负重10Kg,在13s内跑完100m,你就相当于具备1马力的的功率了。

同一台发动机,用马力来标注时,数据就会显得大一些。所以现在有些汽车厂家在宣传时经常说我的发动机马力有一百多,其实换算成功率也就是七八十千瓦,一点都不高,但是很能迷惑人。

最大功率转速

最大功率转速是指发动机输出最大功率对应的曲轴转速。

发动机的输出功率同转速关系很大,随着转速的增加,发动机的功率也相应提高,但是到了一定的转速以后,功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率用每分钟转速来表示(r/min),如100ps/5000r/min,即在每分钟5000转时最高输出功率100马力。同时,发动机最大功率时对应的转速,基本上就是发动机的最高转速。轿车或者客车发动机最大功率时的转速要高于载货汽车,以便适应其高速行驶的需要。

不同发动机的最大功率转速是不同的。一般汽油发动机最大功率转速在5000-8000r/min,而柴油发动机的转速要低一点,在3000-5000r/min。

发动机扭矩

扭矩是使物体发生转动的力,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N.m

发动机扭矩是如何产生的?

在活塞发动机中,活塞做往复运动,曲轴做旋转运动,他们之间由连杆相连。在做功冲程我们可以发现,其实可以把连杆和曲轴的连接轴中心到曲轴旋转中心的距离看做是力臂,这样以来就很容易理解扭矩是怎样产生的了,跟我们平时拧螺母是一个原理。气缸做工向下运动就是力,力经过连杆施加到曲轴上,驱动曲轴旋转,也就成了我们所说的扭矩。

扭矩是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩,是发动机性能的一个重要参数,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大。扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、加速性也越好。

在某些场合扭矩能真正反映出汽车的“本色”,例如启动时或在山区行驶时,扭矩越高汽车运行的反应便越好。以同类型发动机轿车做比较,扭矩输出愈大承载量愈大,加速性能愈好,爬坡力愈强,换挡次数愈少,对汽车的磨损也会相对减少。尤其在轿车零速启动时,更显示出扭矩高者提升速度快的优越性

发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩,它的最大值就是发动机的最大扭矩。最大扭矩决定着车的提速性能,特别是低速时的加速性。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高扭矩反而下降。

发动机的扭距跟发动机的调校有关,包括进气系统、供油系统和点火系统。但事实上最大的关系就是发动机的排量还有活塞行程的大小。

最大扭矩转速

最大扭矩转速是指发动机输出最大扭矩对应的曲轴转速。同发动机的功率输出一样,扭矩输出也是一个类似山峰式的曲线图,先升高再降低,因而也就存在最大扭矩对应的转速。当然,这也不是绝对,涡轮发动机由于先天的优势,发动机的最大扭矩输出变得平缓了很多,因而最大扭矩转速对应的不是一个转速,而是一个速度区间。这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。

发动机扭矩、功率和转速之间的关系

通过P=F·s/t这个公式我们已经能够得出扭矩和功率的关系了,这个公式中的F就是力,简单说就是扭矩,s/t可理解为转速,所以功率就是扭矩和转速的乘积。

P=M*n/9550

其实,发动机的功率是一个计算值,并不能直接测得,而发动机的扭矩与转速是可以直接测量的,将各个转速下的扭矩与转速相乘,就得到了发动机在各种转速下的功率。如果用图表示,就可以得到发动机的特性曲线图。

发动机外特性曲线

发动机的功率和扭矩是如何调出来的?

现在的发动机,燃油供给普遍使用了电控燃油喷射系统,空气供给普遍使用可变气门正时系统和涡轮增压系统,在这种情况下,调整发动机的功率和扭矩就是一件很简单的事了。

发动机组装完成后,要由电控系统了控制它的工作,其实就是控制进入发动机的空气量和燃油的喷射量,只要改变着两个参数,发动机的功率和扭矩就会改变(当然是在一定范围内的改变)。

之前我曾经说过,让发动机多喷油是一件很简单的事,而让发动机进更多的空气是很困难的。可变气门正时技术和涡轮增压技术的使用,控制发动机的进气量也变得更容易了。所以,只要改变发动机电控单元内部的控制程序,调整发动机在各个不同转速下的进气量与燃油喷射量,发动机的功率和扭矩就会随之而改变,这就是汽车改装时刷电脑提高发动机动力的原理。

发动机最大功率和扭矩越高,代表最大能力越强!但并不代表越大就一定越好,因为我们用车过程其实基本用不到最大功率,最大扭矩也只是在急加速时才会用到。平时我们更多的在用中低功率、扭矩区域。

如何比较不同发动机功率与扭矩的大小?

有些人在购买汽车时,最喜欢看发动机的功率和扭矩数值,然后再与其它车型相比较,如果数值大,就认为这种车型的动力性好。其实这样比较毫无道理的。发动机的动力性是由多种因素决定的,发动机的功率与扭矩,要经过变速箱和驱动桥的变速增扭后再传到车轮上,驱动车轮滚动的。最终驱动车轮的力才是决定汽车动力性的主要因素。

发动机的排气量越大发动机功率越大吗?

还有些人认为,发动机的排量大,发动机的功率和扭矩就大。这也是没有道理的,且不说现在涡轮增压技术的使用,使小排量发动机能发出大马力,即使是同样自然进气的发动机,排量也不是发动机功率和扭矩的决定因素。比如:

例如以排量比较,甲车是2.0升发动机最大功率是97千瓦,乙车是2.2升发动机最大功率可能只有79千瓦。同样,有些车排量相同,同是2.0升发动机但输出功率却不一样。

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第一,发动机的技术与效率。现在发动机的效率要高于十几年前的发动机,发动机的效率高,自然就可以发出更大的功率;特别是现在增压发动机的使用,小排量的发动机可以发出很大的功率,远远超过同排量的自然吸气发动机;

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第二,发动机的性能取向不同。有些发动机注重的是低速性能,而有些发动机注重的是高速性能。比如柴油机,低速的扭矩很大,但是由于转速不高,所以功率并不高;而轿车使用的汽油机,注重的是高速性能,要在很高的转速下才能发出比较大的扭矩,所以功率就很高。

那么到底该如何看发动机的扭矩和功率呢?在日常驾驶中还是大扭矩更实用,因为扭矩大代表加速快,而最大功率只在最高转速输出,平时很少会用到。大扭矩也不一定是经常能用到,除非你经常全油门起步。所以说判断一辆车的动力是否够用,最简单的方法还是要亲自试驾一下,仅看参数是不行的。


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