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时间:2018-08-02
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1、本文由说客作者撰写,观点仅代表个人,不代表汽车之家。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。 马力与扭矩的关系 经常有朋友在讨论一台车马力和扭矩的关系,但马力和扭矩究竟是一种什么关系呢? 接下来就让我们聊一聊他们之间的关系。在这片文章里,需要大家有一定的物理基础,如果是一点不了解物理,那么可能会读不懂。 提到一台发动机的最大马力,大家脑海中浮现出的东西可能是大约知道这台发动机的功率。那么提到最大扭矩,你可能一头雾水,不知道扭矩反应出什么参数。在讨论功率和扭矩之前,我们要先知道什么是功和能。 什么是功: 符号w,简单的说,功是作
2、用在物体上的力(牛) x 物体在这个力驱动下运动的距离(米),单位牛米(1牛米=1焦耳)什么是能: 符号E,能就是能量,包括内能,势能,动能,化学能,电能等等多种形式。那么什么是功率呢?符号P, 功率就是在单位时间内(比如1秒内)能做多少功。 打个比方,一个人在10秒内能搬起水桶10次, 第二个人10秒只能提起水桶5次,那么第一个人的功率就是第二个人功率的二倍。用符号表示就是 P=W/t (t为单位时间)发动机运行是靠活塞带动曲轴旋转,(汽油燃烧气体膨胀)活塞推动曲轴的力可以用牛来表示,而活塞和曲轴连接处到曲轴中心的垂
3、直距离可以用米来表示,那么他们乘积就是牛米,也就是扭矩Tq。回到正题,想要发动机的功率(马力)还是扭矩? 大家可能都会把他们分开去思考,其实马力和扭矩之间是有着不可分割的关系:P 功率, w功, t时间, f 力,r半径, Tq 扭矩, d做功距离, RPM 每分钟转数, PI=3.14159我们知道, 功率P=w/t ,因为w=f xd, 所以p=fxd/t同时, Tq=fxr, f=Tq/r, 代入上式中,得到P=(Tq/r)xd/t在圆周运动中, 运动距离d=(rx2xPI), 带入上式P,得到 d/t=rx2
4、xPI/t所以 P=(Tq/r) x (rx2xPI)/t= Tqx2xPI/t 每分钟运行距离=rx2xPIxRPM同时,我们知道 1马力定义为 每分钟做功33000磅英尺,等于每分钟做功44742焦耳=(44742牛米/分钟),那么马力P=Tqx2xPIxRPM/44742PI=3.14159马力P=TqxRPM/7121最后得到, 马力= 扭矩X转数 /7121只要知道一台发动机的转数和该转数的扭矩,就能知道他在这个转数的功率(马力)(看不懂的同学,可以直接用红色这个式子去验证每台发动机厂家给的功率曲
5、线)扭矩单位为牛米, 转数单位为RPM(每分钟多少转), 得到的是马力。任何一款发动机,只要知道在某转数时的扭矩,就能算出马力。所以,在同一转数下,扭矩更高的发动机的马力也更大。为了验证这个式子的真实性和可靠性, 我们可以随便找到一台发动机的功率曲线图来验证:首先来看一个宝马3.0T 的功率曲线图,平直台阶那个线是扭矩线,斜的线是功率线。让我们看看3000RPM时,扭矩读数大概是400牛米,通过上式, 马力=400X3000/7121=168马力,图中的功率以千瓦计算,1千瓦=1.34马力,所以168马力=125.4千瓦,
6、 在图中3000转正好是125.4千瓦左右。再看6000转, 扭矩为358牛米,转数6000, 马力=358X6000/7121=301匹,301匹, 1千瓦=1.34马力,所以301匹=225.1千瓦,和图上相符。 ---------------------------------------------------------------------如果你还是不相信式子的真实性,那么再来看一个大众1.8T 发动机功率曲线图:左侧为功率(千瓦),右侧为扭矩(牛米),实线是功率,虚线是扭矩。这次我们看2000转,扭矩大约2
7、50牛米, 马力=250X2000/7121=70.2马力,1千瓦=1.34马力,所以70.2马力=52.4千瓦, 和图中黑色实线在2000转的功率非常相符。再来看5000转, 扭矩是224牛米左右图中, 那么马力=224X5000/7121=157马力, 等于117千瓦,跟图上的黑色功率曲线很相符。----------------------------------------------------------------------------------------最后来看一台自然吸气发动机,奔驰E63所用的 M1
8、56 高功率版:首先来看3000转, 扭矩560牛米左右,那么马力=560x3000/7121=236匹, 1千瓦=1.34马力, 那么236匹=176千瓦, 与图中黑线相符。再来看5500转, 扭矩625牛米左右,那么马力=625x5500/7121=482马力,1千瓦=1.34马力, 482马力=3
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