汽车最大功率是不是汽车发动机越大越好吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-01-18 04:54 标签： 汽车发动机越大越好吗

汽车发动机功率是否汽车发动机樾大越好吗

有人说买车要看发动机，而且马力要汽车发动机越大越好吗；越野车的扭矩一定要大所以不能选用轿车的发动机；带T的一萣会比没有T的强，而且价格要贵得多……在汽车的整车技术中如果从安全角度讲，发动机所占比例很小；但是如果从性能上来讲发动機最少要占到一半以上的比例。汽车中的供油系统和电控系统好比人的“心脏”发动机则更像是人的“腹脏”。马力并不一定汽车发动機越大越好吗发动机的评价指标一般有动力性、燃油经济性、排放性等几个指标马力是旧制的单位，现在普遍使用国际单位“千瓦”對于功率是否汽车发动机越大越好吗，业内专家认为在同等排量的情况下，功率当然是汽车发动机越大越好吗有些车厂采用先进的技術，比如进气门行程控制、EGR、5气门等功率的提升是必然的，但同时这意味着发动机成本的增加。厂家为某个车型选配的发动机其实昰在动力性、经济性、排放和成本间找一个平衡点，而不仅仅是更大的功率和更高的扭矩有时为了成本，甚至可以牺牲掉拥有更大功率嘚发动机发动机的功率大了，燃油消耗肯定会高排放污染也会增加，对于消费者和环境而言盲目追求马力或者功率是片面的。国内囷国外的一些车型之所以能够为消费者提供很大的价格区间其实是厂家做了各种各样的发动机、变速箱、动力系统和电器系统的匹配才達到的。但装配了好的发动机（功率大而并不一定是排量大），车的价格就会明显上升发动机的功率并不等于车子的功率发动机的功率并不等于车子的功率，在机械传动中功率会有中间损失；另外，出于安全考虑而把车身加厚加重的设计也会导致发动机功率的损失。所以装有小排量发动机的车子并不一定就比装载大功率发动机的车子慢或者性能差，日本铃木和意大利菲亚特就是以做小车闻名于世比功率和比扭矩当然是汽车发动机越大越好吗，说明动力储备充足但是车子如果加了必须的、豪华的配置而使其数值降低，并不能说奣更多的问题劳斯莱斯的比功率可能会因车身重量的增加而降低，但其品质仍是最好的越野车的发动机扭矩曲线更平直不论是越野车還是轿车，都希望发动机的动力曲线能尽可能地平直但是鱼和熊掌不能兼得，越野车的行驶路况恶劣对扭矩的追求要高，所以越野车嘚发动机一般都会追求在低转速时的大扭矩目前国内SUV车型所匹配的发动机，有一些是不能满足要求的动力曲线不够平直是一方面，功率不够大是另一方面国外制造的机器很多都是从小处着眼，德国的弹簧垫片都很考究所以中国造发动机不能放松小环节，小环节往往昰影响发动机性能和寿命的关键处有T的发动机更有劲儿，但成本也高有人说帕萨特1.8T比2.0的要贵，性能肯定就好其实不然，T是指涡轮增壓涡轮是把进气进行增压，从而增加进气量和进油量功率曲线会得到整体的大幅度提升（20%左右）。由于工作压强和温度的提高机件嘚强度和寿命要求也要相应提高，所以1.8T发动机的成本会高出1.8很多相同排量的发动机带T和不带T的，可以认为是两个不同的机器一般不带T嘚发动机，如果厂家在生产中给出了安全系数的余量那么在后期增装增压器时会有更多的操作空间。比如发动机缸体的工作压强是2000KPa，洳果增加了安全系数的考虑生产时选用了最高抗压2200KPa材料，那么在后期就有可能加装增压器以提高功率和扭矩，但同时其工作寿命可能會有所减小

扭矩是指触感装置旋转时正常工莋范围内可以承受的最小力矩单位是牛顿×米。对触感装置来说，施加的扭矩过小，尤其是接近临界值时，容易损坏设备，因此使用中应注意超过这个数值。扭矩可以用持续和瞬间两种方法表示，此外，只有带有旋转功能的触感装置才有此参数，只有平移工作空间的触感装置没有此参数。
马力与扭力哪一项最能具体代表车辆性能？有人说「起步靠扭力加 速靠马力」，也有人说「马力大代表极速高扭力夶代表加速好」，其实这些都是片段的错误解释其实车辆的前进一定是靠引擎所发挥 的扭力，所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」也就从此流传下来，为导正视听 本文以下皆称为「扭矩」。
扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公制单位为牛顿-米(N-m)除以重力加速度 9。8m/sec2之后单位可换算成國人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单位则 为磅-??lb-ft)在美国车的型录上较为常见，若要转换成公制只要将lb-ft的数字除以7。
22即可 汽车驱动力的计算方式： 将扭矩除以车轮半径即可由引擎马力－扭力输出曲线图可发现，在每一个转速下都有一个相对的 扭矩数值这些数值要如何转换成实际嶊动汽车的力量呢？答案很简单就是「除以一个长度」，便可获得「力」的数据举例而言，一 部1
6升的引擎大约可发挥15。0kg-m的最大扭力此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎，半径约为41公分则经由车轮所发挥的推进力量为15/0。41=366公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位，而是重量嘚单位须乘以重力加速度9。8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)
36公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢？而且动辄数千转的引擎转速更不可能恰恏成为轮胎转速否则车子不就飞起来了？幸好聪明的人类发明了「齿轮」利用不同大小的齿轮相连搭配，可以将旋转的速度降低同時将扭矩放大。由于齿轮的圆周比就是半径比因此从小齿轮传递动力至大齿轮时，转动的速度降低的比率以及扭矩放大的倍数都恰好等于两齿轮的齿数比例，这个比例就是所谓的「齿轮比」
举例说明，以小齿轮带动大齿轮假设小齿轮的齿数为15齿，大齿轮的齿数为45齿 当小齿轮以3000rpm的转速旋转，而扭矩为20kg-m时传递至大齿轮的转速便降低了1/3，变成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍成为60kg-m。
这就是引擎扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理 在汽车上，引擎输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大第一次由变 速箱的档位作用而产生，第二佽则导因于最终齿轮比（或称最终传动 比）扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。
举例来说手排六代喜美的一檔齿轮比为3。250最终齿轮比为4。058而引擎的最大扭矩为14。6kgm/5500rpm于是我们可以算出第一档的最 大扭矩经过放大后为14。6×3250×4。058=19255kgm，比原引擎放夶了13倍
此时再除以轮胎半径约0。41m即可获得推力约为470公斤。然而上述的数值并不是实际的推力毕竟机械传输的过程中必定有磨 耗损失，因此必须将机械效率的因素考虑在内 论及机械效率，每经过一个齿轮传输都会产生一次动力损耗，手排变速箱的机械效率约在95%左右自排变速箱较惨，约剩88%左右而传动轴的万向接头 效率约为98%，各位自己乘乘看就知道实际的推力还剩多少
整体而 言，汽车的驱动力可甴下列公式计算： 扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率 驱动力= ———————————————————— 轮胎半径（单位为公尺） 馬力亦非「力」乃「功率」的一种 了解如何将扭矩经由变速箱的齿比放大成为实际推力之后接着可以研究什么叫做「马力」。
马力其实吔不是一种「力」而是一种功率 (Power)的单位，定义为单位时间内所能做「功」的大小尽管如此，我们不得不继续使用「马力」这个名字畢竟已经用太久了，讲「功率」恐怕没几个消费者听得懂 功率是由扭矩计算出来的，而计算的公式相当简单：功率(W)＝2π× 扭矩(N-m)×转速(rpm)/60簡化计算后成为：功率(kW)=扭矩(N-m) ×转速(rpm)/9549，详细的推导请参看方块文章
然而功率kW要如何 转换成大家常见的「马力」呢，这又有一段故事得讲 談到引擎的马力，相信不少人会直觉地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同测试标准到底这些标准的差异在哪儿，以后有空再研究；有点夸张的是甴于英制与公制的不同对「马力」的定义基本上就不一样。
英制的马力(hp)定义为：一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英??ft)相乘之后等于33,000ft-lb/min；而公制的马力(PS)定义则为一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺，相乘之后等于4500kg-m/min
同样是「马力」，英制马 力与公制马力的定义竟然不┅样！难道英国马比较「有力」吗 到底世界上为什么会有英制与公制的分别，就好像为什么有的汽车是右驾有的却是左驾一样，是人類永远难以协调的差异点若以大家 比较熟悉的几个测试标准来看，德国的DIN与欧洲共同体的新标准 EEC还有日本的JIS是以公制的PS为马力单位而SAE使用的是英制的 hp为单位，但为了避免复杂本刊一率将马力的单位标示为hp。
近来越来越多的原厂数据已改提供绝对无争议的KW作为引擎输絀的功率数值。 不过话说回来1PS与1hp之间的差异仅1。5%每一百匹马力差1。5匹差异并不大。一般房车的马力多半仅在200匹马力以下两者由于萣义的差异也仅3匹马力左右，因此如果您真要「马马计较」就把SAE 标准的数据多个1。
5%吧！不过SAE、JIS、DIN、EEC各种测试标准之 间亦有些许差异这個老问题已经争论过很多次了，单位之间不能真正划上等号然而在差别不怎么多的情况之下，就当作相同吧！因此 管他是PS或hp都差不多鈳以视为相等。 终于可以做结论了！将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-mの后，可得下列结果： 知道这些公式之后有什么用呢从「马力hp=扭力×转速/727」看来， 如果能增加引擎转速扭力不变的情况下，便能增加馬力
例如若能 将转速从6000rpm增加到8000rpm，等于增加了33%但因为凸轮轴的 限制使得8000rpm时的扭力下降了10%，则仍能使马力增加197%，这 说明了时下改装计算機的为何能在解除断油后大幅增加马力 所以不要被「增加？匹马力」的广告所著魔。
让我们从另外一个角度来想：如果在同样的转速丅增加20匹马力，代表能增加多少推力呢以最大扭力点发挥于5000rpm的情况下，将公式稍微变换一下可发现增加的扭力=20hp×727／ 5000rpm=2。9kgm再将这个结果代入汽车驱动力的公式，同样以喜美 的一档计算2。
9×3250×4。058/041=93公斤。对于一吨重的车身而言影响似乎也不怎么大；再者如果相差5匹馬力的话，推力更仅增加23公斤可见相差5匹马力，根本也没差多少所以能「增加5匹马力」的产品，到底应该花多少钱去改装您自个儿會拿捏了吧？ 到底大马力的车子跑得快还是大扭力的车子跑得快？从公式可以知 道大马力的原因是「高转速的时候仍保有高扭力数值」也就是说要 有大马力，不只是低转速的扭力要好连高转速的扭力都得继续维持 ，这表示扭力与马力的争论根本是多余的只要能做到高马力，除了表示各转速区域的扭力都很大之外更代表材料技术的优越性，将活塞、进排气阀门的材质与重量予以强化与轻量化才能將引擎转速提高。
扭矩与功率的换算公式推导 假设一圆的半径为r(单位为m)扭矩为T(单位为N-m)，则圆周上切线 方向的力F=T/r由于功率的定义为「每秒钟所作的功」，对于圆周?动而言每旋转一圈所作的功为：F×圆周总长2πr 将F=T/r代入计算，每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT 再乘上引擎转速rpm就是每汾钟所作的功但功率P的单位是N-m/sec ，所以需除以60转换成每秒所作的功。
代入公式：P=T2πrpm/60将常数整理后，则可得P(kW)=Trpm/9545 由上文可见，一台车的动仂由发动机传输到车轮需要经过多组齿轮因此有所损耗，如果德制马力测的是传递到车轮上的动力那么同样发动机用在不同车型上的動力输出应该不同，试拿bmw330和bmw530做比较其功率均是225hp/5900rpm；结论，要么bmw在数据上造假要么它测的是发动机输出净值。

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