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談談功率和扭矩(序)：為什麽要談馬力和扭力
談談功率和扭矩(一)：理論先行，先講一點物理
談談功率和扭矩(二)：再談金科玉律的公式
談談功率和扭矩(三)：變速箱到底變了什麽？
談談功率和扭矩(四)：來看發動機的馬力扭矩曲線
談談功率和扭矩(五)：馬力的幾種確切定義
談談功率和扭矩(六)：驅動力怎樣算？
談談功率和扭矩(七)：驅動力取決於發動機的馬力，而不是扭矩
談談功率和扭矩(八)：如何獲得最大的驅動力
我們已經得出結論，最大驅動力取決於引擎的馬力，和引擎的最大扭矩無關。而要想獲得最大的驅動力，隻要換檔讓發動機工作在最接近最大功率的條件下就可以了。變速箱的檔位越多，越容易滿足這個要求。從理論上講，可以連續變換速比的CVT可以使得這個要求完全滿足。
話說回來，大家還記得我在一開始提出過的問題嗎？‘解放’牌卡車隻有90 馬力，載重四噸，掛個拖車，還能拉四噸。現在隨便拿一輛轎車來，象Corolla那樣大家認為很‘麵’的轎車都有一百多馬力。直覺告訴我們，Corolla的發動機放在‘解放’牌卡車上，即使有合適的變速箱，一定是不行的。再舉一個例子，看這輛自卸卡車，1996 Mack CL713，
可以拉20多噸的土石，巨大的發動機‘隻有’350馬力。可是我們先前例子裏麵的2008年Corvette Z06的LS7發動機最大功率有505hp，遠大於350馬力。可Z06的發動機體積和重量可是小多了。顯然不能把Z06的發動機安在卡車上。
要回答這個問題，就要稍微談一點發動機了。
發動機的扭矩，好比直線運動作功時的力，基本上是由發動機的排氣量決定的。排氣量越大，每次汽油和空氣的混合氣體爆發的力就越大，發動機的扭矩就越大。而 功率=扭矩x轉速。所以為了提高發動機的馬力，隻有兩個途徑，提高扭矩或者加大轉速。
提高扭矩最簡單的方法就是加大排量，但是這不可避免地造成發動機體積、重量和油耗的增加。這樣作的最大好處，就是製造相對簡單，可靠性好。發動機可以持久穩定地發出符合設計要求的功率，所謂的HEAVY DUTY發動機。由於轉速有限，發動機的可用轉速範圍就變得很小，這就需要有很多速比的變速箱。象上麵的Mack CL713，變速箱有13檔。這樣的發動機，非常適合重型卡車。馬力不求很大，但要持久。
另一個方法，就是增加發動機的轉速，但是增加轉速以後，由於汽油和空氣的混合氣總是有質量的，增大了轉速，發動機每個衝程的可用的時間就會相應減少，吸氣衝程吸進汽缸的混合氣就會減少，這樣爆發作的功就會減少，導致扭矩下降，但是由於轉速增加了，所以扭矩和轉速的乘積，也就是功率還是會增加的。加大了轉速，發動機各個部件的運動速度加快，對活塞，曲軸，連杆，特別是進排氣機構的精度，強度和輕量化都有更加高的要求，這對發動機製造水平是一個考驗。高轉速下的潤滑也比低轉速發動機有更加嚴格的要求。最主要的，高轉速的發動機，由於在很小的體積裏燒掉很多的燃料，發動機的冷卻也是一個非常棘手的設計課題。一般情況下，高轉速發動機，是不能持久地維持在最高功率上運行的。不信，可以問問老大，看他敢不敢把他的Corvette這樣狠開：急加速到80mph，接著急煞車到停，再加速，這樣一直開30分鍾，看看發動機會不會過熱、冒煙。其實煞車時發動機還不是開到大馬力呢。也就是說大馬力沒有辦法持久。可是，這樣的發動機，恰恰適合轎車和跑車。轎車和跑車絕大多數是在勻速行駛，這時需要的發動機功率很小，在轉速低的工作狀態，馬力已經夠了。當麵臨加速，超車的需求，我們降擋，狠踩油門，讓發動機工作在高轉速的狀態，大馬力就產生了。大馬力隻是偶爾為之，其高油耗也就是次要的問題了。平均的油耗主要取決於低轉速時的表現。轎車跑車的大馬力，尋常看不見，偶爾露崢嶸。
而輕卡和SUV，則是重型卡車和轎車之間的調和。
增加發動機的馬力，還有一個很重要的方法，就是設法增加混合氣的壓力，讓發動機吸進更多的燃料，提高扭矩。具體又有兩種途徑：渦輪增壓和機械增壓，兩者各有優缺點。
增加發動機的馬力的另一個途徑，就是從氣門著手，比如控製進氣凸輪軸，調整高轉速下氣門開畢的時間，或者再加上調整氣門的升程，從而優化發動機在所有轉速範圍內的動力性和燃油經濟性。
我們不妨打個比喻，學校裏的徑賽。要想跑得快，一個方法就是提高步幅，換一個長腿的大個子。這相當於增大發動機的排量以增大扭矩。另一個方法就是增大步頻，即小腿緊著叨赤，相當於增大轉速。而既有大步幅又有高步頻，主要就要靠科學的訓練了。
最後請大家注意，根據以上的分析，我們得出一個重要的結論：卡車之所以能拖很重的東西，不但是因為發動機的馬力大，更重要的是這個馬力能持久。邏輯上講，能拖車不是因為發動機扭矩大，而是因為發動機馬力大且能持久。而一般情況下能滿足這個要求的發動機，恰恰是排量大，扭矩大，運轉在低速。如果有一天發動機技術有了革命性的飛躍，發動機能夠持久地在小扭矩，高轉速的工作狀態運轉，那麽它是一定能夠勝任重型卡車的任務的。
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談談功率和扭矩(序)：為什麽要談馬力和扭力
談談功率和扭矩(一)：理論先行，先講一點物理
談談功率和扭矩(二)：再談金科玉律的公式
談談功率和扭矩(三)：變速箱到底變了什麽？
談談功率和扭矩(四)：來看發動機的馬力扭矩曲線
談談功率和扭矩(五)：馬力的幾種確切定義
談談功率和扭矩(六)：驅動力怎樣算？
談談功率和扭矩(七)：驅動力取決於發動機的馬力，而不是扭矩
談談功率和扭矩(八)：如何獲得最大的驅動力
我們已經得出結論，最大驅動力取決於引擎的馬力，和引擎的最大扭矩無關。而要想獲得最大的驅動力，隻要換檔讓發動機工作在最接近最大功率的條件下就可以了。變速箱的檔位越多，越容易滿足這個要求。從理論上講，可以連續變換速比的CVT可以使得這個要求完全滿足。
話說回來，大家還記得我在一開始提出過的問題嗎？‘解放’牌卡車隻有90 馬力，載重四噸，掛個拖車，還能拉四噸。現在隨便拿一輛轎車來，象Corolla那樣大家認為很‘麵’的轎車都有一百多馬力。直覺告訴我們，Corolla的發動機放在‘解放’牌卡車上，即使有合適的變速箱，一定是不行的。再舉一個例子，看這輛自卸卡車，1996 Mack CL713，
可以拉20多噸的土石，巨大的發動機‘隻有’350馬力。可是我們先前例子裏麵的2008年Corvette Z06的LS7發動機最大功率有505hp，遠大於350馬力。可Z06的發動機體積和重量可是小多了。顯然不能把Z06的發動機安在卡車上。
要回答這個問題，就要稍微談一點發動機了。
發動機的扭矩，好比直線運動作功時的力，基本上是由發動機的排氣量決定的。排氣量越大，每次汽油和空氣的混合氣體爆發的力就越大，發動機的扭矩就越大。而 功率=扭矩x轉速。所以為了提高發動機的馬力，隻有兩個途徑，提高扭矩或者加大轉速。
提高扭矩最簡單的方法就是加大排量，但是這不可避免地造成發動機體積、重量和油耗的增加。這樣作的最大好處，就是製造相對簡單，可靠性好。發動機可以持久穩定地發出符合設計要求的功率，所謂的HEAVY DUTY發動機。由於轉速有限，發動機的可用轉速範圍就變得很小，這就需要有很多速比的變速箱。象上麵的Mack CL713，變速箱有13檔。這樣的發動機，非常適合重型卡車。馬力不求很大，但要持久。
另一個方法，就是增加發動機的轉速，但是增加轉速以後，由於汽油和空氣的混合氣總是有質量的，增大了轉速，發動機每個衝程的可用的時間就會相應減少，吸氣衝程吸進汽缸的混合氣就會減少，這樣爆發作的功就會減少，導致扭矩下降，但是由於轉速增加了，所以扭矩和轉速的乘積，也就是功率還是會增加的。加大了轉速，發動機各個部件的運動速度加快，對活塞，曲軸，連杆，特別是進排氣機構的精度，強度和輕量化都有更加高的要求，這對發動機製造水平是一個考驗。高轉速下的潤滑也比低轉速發動機有更加嚴格的要求。最主要的，高轉速的發動機，由於在很小的體積裏燒掉很多的燃料，發動機的冷卻也是一個非常棘手的設計課題。一般情況下，高轉速發動機，是不能持久地維持在最高功率上運行的。不信，可以問問老大，看他敢不敢把他的Corvette這樣狠開：急加速到80mph，接著急煞車到停，再加速，這樣一直開30分鍾，看看發動機會不會過熱、冒煙。其實煞車時發動機還不是開到大馬力呢。也就是說大馬力沒有辦法持久。可是，這樣的發動機，恰恰適合轎車和跑車。轎車和跑車絕大多數是在勻速行駛，這時需要的發動機功率很小，在轉速低的工作狀態，馬力已經夠了。當麵臨加速，超車的需求，我們降擋，狠踩油門，讓發動機工作在高轉速的狀態，大馬力就產生了。大馬力隻是偶爾為之，其高油耗也就是次要的問題了。平均的油耗主要取決於低轉速時的表現。轎車跑車的大馬力，尋常看不見，偶爾露崢嶸。
而輕卡和SUV，則是重型卡車和轎車之間的調和。
增加發動機的馬力，還有一個很重要的方法，就是設法增加混合氣的壓力，讓發動機吸進更多的燃料，提高扭矩。具體又有兩種途徑：渦輪增壓和機械增壓，兩者各有優缺點。
增加發動機的馬力的另一個途徑，就是從氣門著手，比如控製進氣凸輪軸，調整高轉速下氣門開畢的時間，或者再加上調整氣門的升程，從而優化發動機在所有轉速範圍內的動力性和燃油經濟性。
我們不妨打個比喻，學校裏的徑賽。要想跑得快，一個方法就是提高步幅，換一個長腿的大個子。這相當於增大發動機的排量以增大扭矩。另一個方法就是增大步頻，即小腿緊著叨赤，相當於增大轉速。而既有大步幅又有高步頻，主要就要靠科學的訓練了。
最後請大家注意，根據以上的分析，我們得出一個重要的結論：卡車之所以能拖很重的東西，不但是因為發動機的馬力大，更重要的是這個馬力能持久。邏輯上講，能拖車不是因為發動機扭矩大，而是因為發動機馬力大且能持久。而一般情況下能滿足這個要求的發動機，恰恰是排量大，扭矩大，運轉在低速。如果有一天發動機技術有了革命性的飛躍，發動機能夠持久地在小扭矩，高轉速的工作狀態運轉，那麽它是一定能夠勝任重型卡車的任務的。
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