也談談扭矩和功率 – 理論和實際應用。

來源: southmountainer 於 2013-09-14 16:34:46 [檔案] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀：次 (4382 bytes)

壇上不少扭矩和功率的討論。也分享我的一些看法。我覺得有些結論過於絕對。其實要證明一個結論不對，很簡單，隻要舉出一個例子，結論不成立，就行了。

首先要說的是，不少討論讓我覺得不少人認為扭矩和功率沒關係一樣。這是錯的。我們都知道：功率=扭矩×發動機轉速/5252. 功率要大，就要提高發動機的扭矩和轉速。發動機的扭矩大，在同樣的轉速下，功率就大。所以扭矩和功率不是互相獨立的，是互相有聯係的，是分不開的。如果說“車隻要功率大就好，扭矩沒關係”。太絕對，是不全麵的，也有點自相矛盾的。

車加速時，發動機的扭矩和功率哪個更重要？我說都重要。不然，車廠為什麽要提供發動機的扭矩和功率參數呢？ Marketing 以外，扭矩和功率能讓我們更了解發動機的性能。具體地回答，那要看你為什麽問這個問題？

如果是從理論上講，功率更重要，一個300 HP的發動機在同樣的時間裏，做的功是一個150 HP的發動機的兩倍。把車從靜止加到一定速度就是一個做功的過程。車的功率大，做功就快，車加速就快。車的扭矩區別不重要。

如果你是想買輛加速快的車，一輛車馬力大，一輛車扭矩大，不能說因為車的功率對加速更重要馬力大的車就加速快。車廠宣傳的馬力，扭矩都是在車的某個轉速下的。並不能完全決定車的加速性能。

雖然理論上講，功率對車的加速更重要，但這並不是說扭矩不重要，因為理論和實際應用是有差別的。

舉個極端的例子。發動機1 有扭矩1 lb.ft, 發動機2 有 30 lb.ft. 理論上講，發動機1要想有和發動機2一樣的功率，發動機1隻要轉發動機2轉速的 30 倍就行了。如果發動機2 是2000 RPM, 發動機1的轉速得要60000 RPM. 顯然不現實。即使這樣的發動機/變速箱做出來了，成本也會太高。所以，不能說扭矩不重要。

再看一個實際的例子。發動機1有350 lb.ft 在3001 RPM，產生200 HP. 發動機2有150 lb.ft 在7002 RPM，也產生200 HP. 你買哪輛？我買第一輛。理論上講，兩車都產生200 HP,一樣的。但車1是在 3001 RPM, 車2是在 7002 RPM. 實際就有區別了。在 3001 RPM，車1 會省油，多數人開車發動機在2000-4000 RPM 之間，在多數駕駛情況下，你得到了200 HP. 車也會安靜。車2會費油，因為發動機在 7000 RPM，發動機，變速箱的效率會低一些（能量是速度的平方）。而且除了賽車，誰會在街上，Highway開車讓車發動機總在 7000RPM？在多數駕駛情況下，你得不到200 HP。所以遇到個上坡，超速，就得換低檔。夠忙活的。在7000RPM，車也會很吵。我也開過1.8 L 4 缸小車，開到85-90 邁的時候，發動機的噪音和坐飛機差不多。

其實，在發動機的設計，測試中，扭矩遠比功率重要。功率是“虛“的，是算出來的，是沒法直接設計的，也測不到的。發動機的大小，衝程長度，壓縮比。。直接決定了發動機的扭矩，從而功率。發動機的性能是用Dynamometer測的。Dynamometer量的是發動機在每一個 RPM下的扭矩。然後用功率=扭矩×發動機轉速/5252算出發動機的功率。把發動機的功率和扭矩在每一個 RPM 下的數據劃在一張圖上，就是所謂的Dynosheet。

再舉一個例子說明不是發動機馬力大，加速就快。比較兩輛車，車重變速箱一樣，隻是發動機不同。發動機idle在 1000 RPM。車一的發動機一直有 300 HP在1000-5000 RPM 之間，車二的發動機有100-350 HP（線性）在1000-5000 RPM. 理論上講，（車廠也這樣做廣告）車二有 350 HP，車1有 300 HP，哪輛車能有更好的 0 -65 MPH ？

來看車的加速過程。起點是車靜止，發動機idle在 1000 RPM。變速箱掛一擋。車的發動機轉速從1000 RPM 增加到 5000 RPM，在這個過程中，在1000 到 4200 RPM 廣闊的轉速內，車一輸出的功率超過車二。特別是低RPM時。隻在4200 – 5000 RPM低於車二。所以在兩輛車的發動機轉速都達到5000 RPM時，車一輸出的總功率超過車二，也就是說，車一這時的速度超過車二。

這時換二檔，車的發動機轉速從5000 RPM 降到 2500 RPM，重複一檔的過程，在兩輛車的發動機轉速又都達到5000 RPM時，這一檔車一輸出的總功率超過車二。換三檔。。。

綜合上麵的過程，車一能有更好的 0 -65 MPH 。車二也有可能有更好的 0 -65 MPH。那就是設計一個變速箱，讓車二的發動機的轉速在車的加速過程中，盡量多的在4200-5000 RPM之間。但因為RPM的範圍隻有 800RPM （5000-4200），而車的速度是在0-65 MPH之間，那得要多少級變速啊？級太多也不好，換檔的過程中，發動機能量傳不到車輪上，影響車的加速。

所以，Dynosheet 是車發動機性能的最好數據。定出你開車時發動機經常在的RPM的範圍，找到功率曲線，在你車的RPM的範圍內，功率曲線下，麵積越大，越好。這就是為什麽載重汽車低RPM扭矩大（就是功率大），因為載重汽車一般開得慢（低RPM比較重要）。