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誰能很全面的解釋一下汽車的排量、馬力、功率、扭矩之間的關系以及作用?

2018-03-14汽車

看到這幾個名詞,我仿佛又回到了當年上學的時光。

那今天我就角色轉換一下,盡可能通俗易懂地給大夥解釋一下它們都是什麽意思。

簡單點說,無論是排量、馬力、功率還是扭矩,都直接或間接的反映了一台車動力的強弱。

一般來說只要這些數碼越大,車子就越有勁。跑的更快、能拉更多東西,當然價格也會更貴

你如果懶得了解背後的工程原理,並且希望自己買到的車開著有勁,那只要在預算相近的情況下,挑這些數碼更大的車子就行。

往深了說,它們其實是用來評價一台發動機效能如何的,幾個不同的維度。就像我們看一台車設計得到不到位,需要把車身長寬高、寬高比、輪高比、腰線等結合起來看一樣。

雖然這些維度看著甚至讀著都有些拗口,但如果把發動機想象成一個人,那這些指標其實是非常好理解的。

我們一個一個來看。

排量:一個人的胃口有多大

眾所周知,發動機是靠著在氣缸內部點燃混合氣體,用爆炸帶動活塞和曲柄轉動來提供動力的。在執行的時候,很明顯氣缸裏的活塞會掃過一個圓柱形的體積。

四衝程發動機氣缸工作過程

排量,就是把一台發動機裏每個氣缸裏的這個圓柱形的體積全都加起來 。一般是用升(L)做單位,常見的有1.5L、2.0L 和 3.0L ,再大則會去到 4.0L 甚至是 6.0L 。

而排量越大,就代表著這台發動機的胃口越大,也就是讓它運轉起來需要消耗更多的燃油。

這一點從油耗上其實就能看出來,一般 2.0L 排量的家用車油耗也就在百公裏 8~9L,12缸的6.0L 排量豪華車往往能飆升到百公裏30L +。

V型12缸發動機內部結構

這也是為啥這幾年大排量車變得越來越少,因為真的非常不環保!

扭矩:一個人的力氣有多大

只要你平時吃得越多、動得越勤,身體就會變得越來越強壯,力氣也會變大。那些體格健壯的大力士,甚至可能一頓飯就得吃下我們一天的食物。

對車來說也是這個道理,只要把排量也就是胃口做大了,發動機就有更多的能量消耗了,發出來的力氣肯定就會更大。而這個力氣,其實就是扭矩。

扭矩的單位是牛·米,是一種能讓物體發生轉動的特殊力矩 。而發動機輸出的扭矩是有個最大值的,當進氣、供油、點火系統在某個轉速下恰好配合的非常完美的時候,發動機就可以輸出這個最大的力氣。

扭矩示意圖

一般來說,1.5~2.0L排量的渦輪增壓引擎最大扭矩會在 200~400牛·米左右,而4.0L排量的渦輪增壓引擎則普遍可以達到 600 牛·米以上,力氣也會差個好多倍。

力氣越大,車子的加速也就越快,也可以拉更多的東西,所以人們常說的「 排量即正義「,背後其實說的就是扭矩即正義,力氣即正義。

當然,大部份燃油車也會采用變速箱結構來調整發動機傳遞出來的扭矩大小,至於為啥,我們放到下一個部份一起給大家說。

功率:一個人幹活有多快

幹活有多快,乍一看好像和力氣有多大有點像,其實不然,我給大夥舉個例子。

比如說你正搬家呢,需要把一大堆箱子從樓下搬到新家裏。這個功率,指的就是你一個小時能搬幾個箱子上樓,表示一個幹活的速度。而扭矩,代表的是你每次能搬多大的箱子上樓。

所以,功率其實是個相對綜合且比較抽象的數據,代表的是 發動機單位時間內做功的大小,也就是工作的效率 。它和其他幾個指標有個計算公式,為 功率=K×扭矩×轉速,其中K是轉換率,是個常數。

功率和扭矩的區別示意

而馬力其實就和功率是一個意思,只不過在數值上有個 1 比 1.3 的換算關系,即 1 千瓦功率等於 1.3 匹的馬力。

所以 一般來說,一台車的功率越大扭矩也就越大,動力也就更猛。而在功率不變的情況下,扭矩越高,轉速越低。

要知道,一台發動機輸出的力氣其實根據執行時的轉速而變化的,在供油、點火、轉速等各種時機都非常合適的時候,發動機就能發揮出自己最大的功率和扭矩。

某發動機的功率(紅)、轉速、扭矩(藍)關系圖

就像我們騎車的時候,狀態一好,蹬車的力氣就能特別大。

但是就算如此,在騎到上坡的時候我們還是會覺得力不從心,騎快了以後再想加速還會感覺使不上力。

車子也是一樣,發動機能輸出的最大功率和扭矩是個定值,遇到車速太低或者太高的時候效率其實並不高。這時候,變速箱就登場了。

多擋變速:可以隨意改變扭矩的裝置

簡單來說,變速箱的主要結構就是多個齒比不一樣的齒輪組,可以擴大發動機輸出的轉速和扭矩的範圍。讓發動機無論是在低速還是高速的啥時候,都能用上力氣。

對於幾乎所有的車來說,能在各種情況下輸出盡可能大的扭矩都是首要任務。畢竟只有變速箱夠好用,才能把發動機的實力發揮出來。

所以從最早的手動變速器,到後來的自動變速器,再到衍生出來的雙離合變速器 DCT 和無級變速器 CVT ,結構越來越復雜,可以選擇的擋位也變得越來越多。

自動變速箱內部結構

而且不只是油車,電動車和混動車型其實也非常需要變速器。

就拿電車來說,雖然電機的扭矩不會像油車那樣隨著轉速慢慢增長,而是從一開始就能輸出最大的扭矩。

但是電機的特性是,在達到一定的轉速以後扭矩會突然斷崖式的下降。反映到動力上,就是電車開到一定的車速以後就加不動了,極速普遍不高。

電機扭矩轉速關系圖

所以,當下已經有一些主打效能的德系電動車和電動超跑,給電機配上了兩擋位變速器,雖說沒有油車變速箱那麽復雜,但已然能讓它們兼具加速和極速的雙極致的實力。

混動車型也是差不多的道理,雖然車上有著油電兩套系統,但保不齊在電池虧電狀態下,發動機依然背負直接驅動車輛的使命。

混合動力總成示意

但大部份的混動車型用的發動機,因為以省油為第一目的,動力大多都不是很強。如果用這個小功率發動機直接驅動車輛,在減速比固定的情況下,勢必導致部份場景下加速沒勁的情況發生。

因此多擋DHT應運而生,以雷神動力舉例,旗下DHT Pro/DHT Evo混動專用變速器 ,不僅體積小,可以適配A0到C級所有車型,還有著三擋變速結構,使得車子就算是用發動機直驅,也能在高中低速的時候,都享受到足夠強的動力。

其他友商也有不同擋位數的混動技術方案,核心的道理也是一樣的,考慮的都是全場景全速域工況下的充沛動力輸出表現,降低失速概率,增加使用者的體驗和安全性。

回到最開始的問題,所謂的功率、馬力、扭矩和轉速,其實都是一台車動力水平的不同衡量標準。它們雖然看著抽象,但理解起來其實並沒有那麽困難。

想不起來是啥意思了?那就再倒上去復習一遍!