揭秘 | 引擎马力和扭矩,到底谁说了算?

当谈及车辆的性能,引擎马力和扭矩总是逃不开的话题。但你知道它们究竟代表着什么含义,又是哪一个才更能体现车辆的性能优劣吗?

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扭矩是什么?

扭矩是衡量引擎所能提供的扭力的一个指标。这个数据是在曲柄上测量的,单位通常是磅·英尺(距离曲柄1英尺处1磅的力)或是牛·米(距离曲柄1米处1牛的力)。

一般来说,汽车厂商给出的数据都是一款车型的峰值扭矩,也就是引擎在能够达到的转速范围内的任一一点可以提供的最大扭矩。所以这个数据之后通常会附加上一个转速数字或是转速范围,意味着在这个转速(或范围内),引擎能够输出最大扭矩,而当引擎处于其它转速时,产生的扭矩会低于这个数值。

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马力是什么?

马力的计算方式是扭矩乘以转速,再乘以一个常数(常数的数值取决于你用的是什么单位)。这个数据测量的是引擎在一定时间内做了多少功。1马力大约等于745瓦,或者说得更直白的一点,差不多就是在一秒内把一个正常体型的人提高一米所需要的力量。和扭矩一样,汽车厂商提供的马力数据也是指峰值动力,通常是在一个特定的转速下(或一定转速范围内)才能达到。

这款引擎拥有740磅-英尺的峰值扭矩,但最大功率只有490马力

这款引擎拥有740磅-英尺的峰值扭矩,但最大功率只有490马力

扭矩越大,加速越快?

假设现在有这样两台引擎:

引擎A – 300马力(@4000 RPM),500磅-英尺(@1500 RPM)

引擎B – 300马力(@8000 RPM),250磅-英尺(@3000 RPM)

请问哪台引擎能让汽车加速更快?

回答是:如果你允许两台引擎拥有不同的传动比,那么它们的加速其实是相同的。如果引擎B的齿轮减速比为2:1,所有转速都减半,而扭矩则增加一倍,那么马力就会保持不变。(如果你觉得自己已经理解“不能”了,那就翻回上一段,看一眼马力的计算公式吧!)

这个例子证明了在汽车加速的快慢问题上,转速和扭矩同样重要,因为马力(也就是引擎在一段时间内所做的功)才是这个问题的决定性因素,而马力的大小则是由这两者一同决定的。

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那扭矩到底意味着什么?

再来假设现在有这样三台引擎:

引擎C – 300马力(@6000 RPM),290磅-英尺(@2500 RPM)

引擎D – 300马力(@6000 RPM),390磅-英尺(@2500 RPM)

引擎E – 300马力(@6000 RPM),290磅-英尺(@4500 RPM)

这三者的峰值动力和达到峰值动力时的转速是相同的,所以在6000 RPM时,这三台引擎的性能表现是一样的。但是它们的峰值扭矩以及达到峰值扭矩时的转速不同!

这三台引擎的动力/扭矩图如下(横轴代表转速,纵轴代表马力/扭矩,红线代表扭矩,蓝线代表马力):

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代表扭矩的曲线(即红线)并不重要,因为它很容易受到传动装置的影响。但动力曲线不会受此影响,所以把目光聚焦在蓝线上吧。

引擎C的动力曲线基本呈线性爬升,因为它的扭矩曲线几乎是平的。引擎D在低转速时扭矩更大,因此它的动力曲线比C更加陡峭。引擎E的峰值扭矩和引擎C一样,但是达到峰值扭矩时的转速更高,因此在低转速区,它的动力表现不如引擎C。

如果你在驾驶时,引擎转速一直接近红线区域,那么就不用考虑什么扭矩和转速的问题了,因为在这种情况下,引擎输出的动力都是相同的。但大多数人都不是这样开车的,所以他们希望在2000转速时踩下油门,获得足以完成超车的速度。在这种情况下,由于引擎D在低转速区的动力最强,因此它的加速也是最快的。

所以总体来说,当峰值扭矩数字越大,而达到峰值扭矩时的转速越低,那么它的功率带(引擎最高效运行时的转速区间)就越宽,你在驾驶时感觉到的推动力也会越大。在这一点上,电动车的优势无可撼动,因为电机达到峰值扭矩时的转速是0 RPM。

不同引擎的性能数字相同,那它们就完全一样了?

当汽车厂商给出一款车型的马力和扭矩数字时,我们只看得到引擎在这两个特定转速时的状态,但当引擎处于其它转速时到底发生了什么,却是一个谜团。

看看下面这两款引擎吧。它们的峰值动力和峰值扭矩数字和引擎D相同,但从图表上可以看出,它们的特性其实各不相同:

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引擎F和引擎G在6000 RPM和2500 RPM时的性能完全相同,但在引擎处于其它转速时,引擎F的表现要好得多。例如在4000 RPM时,引擎F可以输出294马力,而引擎G只有207马力。当然,大部分引擎的动力曲线其实都长得差不多,但你必须格外小心,因为像混动、VTEC等技术会给扭矩曲线带来明显的扭曲。所以当你在考虑车辆性能时,记得看看完整的扭矩和动力曲线,不要被峰值数字给蒙蔽了!

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总结

在衡量车辆加速性能和极速时,马力是最好的参考数据;

如果没有转速数据的辅助,扭矩本身没有什么意义;

更大的扭矩和达到峰值扭矩时更低的转速通常意味着引擎低转速时更大的推动力,更适合日常驾驶;

别光看汽车厂商给出的峰值动力和扭矩数字,它可能会给你带来错觉!