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流言终结者:马力和扭矩,哪个是汽车动力性能的关键指标?

通常我们评价一台车性能如何,加速快不快,最大马力和最大扭矩是两个最关键的指标。但很多人有个误区,认为“加速看扭矩,极速看马力”。为什么说这句话是错的?我们应该如何简单理解马力和扭矩?两者之间有什么不同?哪个又是汽车动力性能的关键指标?

扭矩从定义上看,是使物体发生转动的一种特殊的力矩,日常生活中我们在拧瓶盖、紧螺丝、蹬自行车、打方向盘等场景下,都是在给物体施加扭矩。以蹬自行车来举例,腿部的发力集中在前脚掌,施加给脚蹬子,这个力通过连接脚蹬子和牙盘的曲柄传递给牙盘,也就相当于我们给牙盘施加了一个扭矩,使牙盘转动,从而使链条带动后轮转动。

同样的道理,在汽车发动机的运转过程中,气缸中被点燃的混合气给活塞一个向下的推动力,这个力通过连杆传递给曲轴,也就是给曲轴施加了一个扭矩,使曲轴转动,再经过变速箱、传动轴、差速器、半轴等等,从而最终使车轮转动。

在整个力的传递过程中,扭矩的大小取决于混合气所产生推力的大小,“力臂”的长短,以及传递过程中能量的损失。对于汽车来说,控制扭矩的力臂并不是某根连杆,而是靠齿轮,齿轮相当于杠杆。由于变速箱的不同挡位有着不同的齿轮比设定,挡位越低齿比越大,所以也就可以利用变速箱的挡位来控制扭矩的放大和缩小。

对扭矩来说,选择合理的挡位,也就是齿比的大小,甚至比让发动机处于最佳转速区间更重要一些。举个例子,假设一台车以恒定的速度行驶,此时为三挡,发动机曲轴也正以峰值扭矩50牛·米进行输出,而三挡的变速箱齿比可以将扭矩放大三倍,因此实现发动机输出扭矩150牛·米。我们在车速不变的情况下将挡位降为二挡,此时转速升高,曲轴并非处于峰值扭矩的转速,因此只能输出40牛·米扭矩,但二挡的变速箱齿比可以将扭矩放大四倍,因此发动机能够输出160牛·米的扭矩。

同时,如果两台车进行对比,并非扭矩越大的那台车,加速就越快。虽然大扭矩确实对加速有一定帮助,但扭矩的大小更多影响的是汽车的负载能力、脱困能力等等。扭矩越大,更多意味着发动机的“力气”越大,就像大力士,可以轻而易举地搬起重物,但是跑得不一定快。

再来看马力,马力和功率是一个意思,只不过计量单位不一样,从定义上,指的是物体在单位之间内做功的多少。简单理解,马力的大小决定了物体的移动速度,也就是我们常说的,马力越大,车跑得越快。

同时马力与扭矩也是有关系的,简化一下,马力=扭矩×转速,所以如果我们保持发动机扭矩恒定,那发动机的转速越高,所产生的马力也就越大,就能获得更多的动力。

通常我们在看一款车的配置表时,上面只会写着最大马力、最大扭矩的数值,以及所对应的转速。这些信息对于绝大多数消费者来说,已经足够了。但如果是业内人士,或是好研究的车主,会更在意一台车的马力扭矩曲线。

马力扭矩曲线虽然对于每一款车、每一款发动机来说都是独一无二的,但只要是对于汽油车,两条曲线都会有些共同的特征。扭矩曲线通常会在曲线中部范围内有一个最高点,如果是涡轮增压车型,会在一个转速区间内形成一个扭矩平台,可以持续输出最大扭矩,例如1500-4000rpm范围内。在1500rpm以下,扭矩随转速增大而增大,而在4000rpm以上,扭矩随转速增大而减小。而马力曲线则会一直随着转速增大而增大,最终在接近发动机红线转速前,6000rpm或是7000rpm,达到峰值后下落。

然后问题就来了,两条曲线很难有一个相同转速下的制高点,那在什么转速下,车辆的加速最快呢?答案是在最大马力的转速范围上下。为什么不是最大扭矩的转速呢?因为马力=扭矩×转速,扭矩最大时,转速不够高,因此马力并不强劲。只有转速上去了,虽然已经过了扭矩峰值,但转速的提升速度明显要高于扭矩的下降速度,因此马力还是会随着转速的提高而增加。如果你不信,你可以用自动挡车试验一下,加速时直接油门到底,观察一下升挡时的转速,就能证明了。

理论聊完了,最后留个问题。假设有两台质量、大小等各项数据完全相同的车,一台拥有200匹最大马力,100牛·米最大扭矩,而另一台拥有100匹最大马力,200牛·米最大扭矩,那么谁的0-100公里/小时加速时间更短呢?

很显然,马力更大的那台。

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