汽车的功率与扭矩的关系
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暗黑一句话:功率大最高时速就高,跑得快。扭矩大提速也就快,加速猛。 (1 千瓦(KW)=1.36 马力,例如 200 马力=147 功率,功率大,马力就大。) 首先我们从理论上来分析一下功率和扭矩的意义: 我们知道,功率 P=功 W÷时间 t, 功 W=力 F×距离 s, 所以 P=F×s/t=F×速度 v
发动机扭矩越大, 通过变速箱及传动轴作用到车轮上的力量就越大,路面 对车的阻力与车重成正比,可以认定为恒值,在不考虑其它因素影响的情况下, 推动汽车前进的力量就大, F 汽车推力=m*a, (此处 F 汽车推力=F 发动机力-f 阻 力)汽车的质量 m 为定值,加速度 a=F 汽车推力/m,所以,发动机扭矩越大,汽 车起步时的加速度就越大,也就可以说车的扭矩越大,汽车起步就越快。 发动机的功率与汽车极速的关系,当汽车达到最大速度时,不考虑车辆本 身设置的电子限速, 这时我们可以认为汽车加速度 a 为零,此时推动汽车前进的 推力 F 汽车推力=m*a=m*0=0,因为 F 汽车推力=F 发动机力-f 阻力=0,所以我们 可以说发动机作用到车轮上的力 F 发动机力=f 阻力,不考虑能量损耗, 发动机的 功率应该等于此时汽车移动的功率,所以发动机的功率 P=F 发动机力*V,此时 F 发动机力为定值等于地面对汽车的阻力,所以,发动机功率越大,汽车移动的极 速就越大,我们可以说,发动机的功率越大,汽车的极速就越大。 事实上,我们现实生活中的汽车发动机参数不怎么高的车的速度或起步 都比发动机参数高的的车强, 这是为什么呢, 汽车是有成千上万的零部件组成, 发动机只是其中的一个核心部件,从发动机输出动力,到驱动汽车前进中间要 经过变速箱和传动轴,差速器等等,这里面的传动效率,变速箱的速比设定, 变速箱的换挡速度及逻辑,车辆重量,轮胎性能等等都能影响到汽车的起步性 能和车辆极速。不要片面的认为发动机扭矩大就一定起步快,发动机功率大就 一定极速高。只能说在理论上这种说法正确,可以让大家在选车时作为一个参 考,知道发动机的参数影响着车的什么性能。
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这里的 v 是线速度,而在发动机里,曲轴的线速度 v=曲轴的角速度ω ×曲轴半 径 r, 代入上式得: 功率 P=力 F×半径 r×角速度ω ; 而 力 F×半径 r=扭矩 T 得出:功率 P=扭矩 T×角速度ω 至此, 我们知道了发动机的功率 P 是发动机扭矩 T 和角速度ω 的乘积,要 想彻底弄清发动机的功率和扭矩对车的那些性能有何影响, 我们要对角速度ω 进 行分析。 角速度ω 就是 1 秒内发动机飞轮转过的角度,通俗点讲就是 1 秒内发动 机转的圈数。 根据这个公式,如果要保持恒定的功率,在转速很小的时候,扭矩将趋于 无穷大,这显然是不可能的,这时只能输出最大的扭矩。直到达到一个角速度, 在这个角速度下 Pmax=Tmax*ω , 这个角速度对应的转速被称为 “基速” (BaseXSS Speed)。转速超过这个速度后,从公式可以看出由于最大输出功率的限制,随 着转速的增加,扭矩的输出逐渐降低。 对于理想的发动机来说, 从 0 速到 基速 这段区域被称为恒扭矩区,而从 基速到最高转速被称为恒功率区。理论上,只有在发动机转速为基速时,才可以 同时达到峰值功率和峰值扭矩的输出。 关于扭矩和功率的含义, 通俗一点讲,扭矩好比百米赛跑选手在起跑点蹲 撑,蓄势待发,准备冲向前那一刹那的冲劲;而功率就是维持这股劲可以越跑越 快,一直跑到终点的能力。增大发动机的排量,就能提高 T 和 P。为了增大发动 机排量,可增加气缸数(如 3 缸变 4 缸),或者增加单位气缸的容积(如增大气缸 内径)。