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汽车扭矩是什么意思_详解扭矩与马力的区别及作用

册册睿 开车指南 2022-09-16 15:09:18 189 0

简单来说,汽车扭矩代表的是发动机“拧”的能力,它决定了车辆从静止启动或在低速状态下加速时的爆发力;而马力则代表发动机在单位时间内做功的能力,更关乎车辆能达到的最高速度以及在中高速区域的持续加速性能。扭矩是因,马力是果,它们共同描绘了发动机的动力特性。

聊到汽车动力,总绕不开扭矩和马力这两个词。对于不少朋友来说,这俩就像一对孪生兄弟,听着挺像,但真要说出个所以然,可能就有点挠头了。“这车扭矩大,加速猛!”“那车马力高,跑得快!”这些说法听起来都对,但背后的原理究竟是什么?我们今天就来剥开这层洋葱,看看扭矩和马力到底是怎么一回事。

汽车扭矩是什么意思_详解扭矩与马力的区别及作用 第1张

扭矩:那个“推背感”的源泉

想象一下,你想拧开一个特别紧的瓶盖。你用力去拧,这个“力”作用在瓶盖边缘,并且与你手腕旋转的轴心有一个距离。你的手施加的“力”和这个“距离”的乘积,就是你施加的“扭矩”。扭矩衡量的是使物体发生转动的力矩效应。

在汽车里,发动机做功是通过活塞在气缸里上下运动,然后通过曲轴将这种直线运动转化为旋转运动。燃烧产生的气体膨胀推动活塞,这个力作用在曲轴上,产生一个围绕曲轴中心旋转的力矩,这就是发动机输出的扭矩。

扭矩的单位通常是牛·米(N·m)或英尺·磅(lb-ft)。牛·米是国际单位制(SI),由力的单位牛顿(N)和距离单位米(m)相乘得来。例如,一台发动机最大扭矩是200 N·m,你可以简单理解为它在某个转速下,曲轴能够产生相当于200牛顿的力作用在距离轴心1米的地方所产生的旋转效果。

为什么说扭矩决定了初段加速和爆发力呢?你可以把车轮想象成一个更大的“瓶盖”,发动机的扭矩通过变速箱和传动轴传递到车轮,驱动车轮转动。当扭矩越大时,它给车轮施加的旋转“劲儿”就越大,车辆克服惯性开始运动的推力就越强,你就感觉到了那种被“踹一脚”的推背感。尤其是在低速、起步或者爬坡时,扭矩的重要性更加凸显。大扭矩的发动机,往往能让车辆在走走停停的城市路况下显得更轻快自如。柴油发动机和电动车的扭矩通常在较低转速下就能达到峰值,这就是为什么柴油车拉货爬坡给力,电动车起步加速迅猛的原因之一。

马力:持续奔跑的能力

如果说扭矩是“劲儿”,那马力就是“力气活干得有多快”。马力是衡量发动机在单位时间内做功多少的物理量,它反映的是发动机持续输出动力的能力。

马力的概念起源于衡量蒸汽机功率,詹姆斯·瓦特(James Watt)为了说明蒸汽机的功率与马匹劳动能力的关系而创造了这个单位。他通过实验得出,一匹马在一天内可以将150公斤的水提升220英尺,换算过来大约是每分钟33,000英尺·磅的功,这便成为了“英制马力”(hp)。后来有了“公制马力”(PS),1 PS定义为在1秒钟内将75公斤的物体提高1米所作的功。国际单位制中则使用千瓦(kW)作为功率单位,1 kW ≈ 1.36 PS ≈ 1.34 hp。现在汽车参数表上常见的有PS、hp和kW,它们之间可以通过固定比例换算。

马力是如何计算出来的呢?其实,马力(功率)是扭矩和发动机转速的乘积再经过一个系数换算得来的。用公式表示大致是:功率 = 扭矩 × 角速度。这里的角速度与发动机转速直接相关。这意味着即使扭矩不是最大,只要转速足够高,马力依然可以很大。

马力高意味着发动机在高转速区域能持续输出强大的动力,这决定了车辆能达到的最高速度以及在中高速行驶时的再加速能力。想象一下在高速公路上超车,你需要车辆在中高速区间快速提升速度,这时候马力的作用就非常关键了。一台高马力的车,就像一个长跑健将,可以在长时间内维持高强度输出。高性能跑车通常拥有极高的马力,这让它们能够轻松突破200甚至300公里/小时的速度大关。

扭矩与马力:谁更重要?一场没有标准答案的争论

所以,扭矩和马力到底谁更重要?就像问力量和速度谁更重要一样,这取决于你想要做什么。

  • 如果你更看重城市通勤、低速行驶的轻快感、频繁启停时的响应速度、或者需要拖拽重物、攀爬陡坡, 那么扭矩,特别是发动机在常用转速区间内的扭矩输出特性,会是你更需要关注的。大扭矩能让你在绿灯亮起时更快窜出去,在车流中穿梭更游刃有余,或者轻松应对满载和坡道。

  • 如果你更看重高速巡航、快速超车、挑战极速,或者享受那种发动机在高转速下持续发力的酣畅淋漓, 那么马力会是你更重要的指标。高马力能让你在高速上保持更轻松的姿态,超越前车干净利落,或者在赛道上榨取车辆的极限性能。

打个比方,扭矩就像一个举重运动员,瞬间爆发力极强,能举起很重的杠铃(克服启动惯性、应对阻力);而马力就像一个马拉松运动员,虽然瞬间爆发力可能不如举重运动员,但能在长时间内维持高速奔跑(持续高速行驶)。

现代汽车发动机的设计,都在努力平衡扭矩和马力的输出。涡轮增压技术的发展,让小排量发动机也能在较低转速下获得不错的峰值扭矩,同时在高转速下也能维持相对较高的功率输出,使得车辆在不同工况下都能有良好的表现。电动车更是“扭矩怪兽”,电机从零转速就能输出最大扭矩,这解释了为什么电动车起步加速普遍快得惊人。

知其所以然,才能选对车

理解了扭矩和马力,你在看汽车参数表时就不会只盯着一个数字犯迷糊了。你可以结合自己的用车场景来判断:

  • 经常在城市里开,对起步加速要求高?看看最大扭矩的数值以及达到最大扭矩的转速,越低越好。

  • 经常跑高速,对中后段加速和极速有追求?看看最大马力的数值以及达到最大功率的转速。

  • 需要拉货或者居住在山区?扭矩储备非常重要。

  • 更在意综合性能和燃油经济性?扭矩和马力的完美结合以及发动机的扭矩/功率曲线会是关键。

当然,汽车的动力表现是多方面因素共同作用的结果,除了发动机的扭矩和马力,还受到变速箱的传动效率和齿比设定、车身重量、空气动力学、轮胎抓地力等多种因素影响。但扭矩和马力无疑是其中最核心、最能反映发动机“内功”的两项指标。

下次再和朋友聊车,你就可以不只是简单地说“这车快”,而是能更深入地分析是扭矩带来的初段优势,还是马力支撑起的高速表现了。了解这些,不仅能让你更好地理解汽车性能,也能帮助你在购车时做出更符合自己需求的判断。毕竟,适合自己的,才是最好的。

引用来源: *   《汽车原理》相关教材或资料 *   国内外汽车媒体的专业评测和技术解析(例如MotorTrend, Car and Driver, 汽车之家等) *   发动机制造商的技术手册和官方资料 *   物理学中关于力矩、功、功率的定义和计算方法

【今日审核编辑:册册睿】
【最后审核时间:2022-09-16 15:09:18】
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