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发动机功率和扭矩(转)  

2016-02-05 12:49:47|  分类: 汽车 |  标签: |举报 |字号 订阅

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经常会听到身边和论坛里的车友在讨论车子的时候会提到功率和扭矩这两个词,而很多车友对功率和扭矩参数代表的到底是什么指标模棱两可,有时候说出的话根本就是错误的,那么到底功率和扭矩代表了发动机的什么指标呢,对汽车的性能有何影响呢。

    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

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)。

    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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