500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

500p马力的超跑、与500p马力的重卡在峰值动力方面是完全一样的(这动力指的是扭矩、转速的乘积比9550常量,所得的结果都是500p),所以我们可以将二者峰值动力视为完全一样;而差异在于两种机器动力输出特性完全不同,重卡的动力输出靠前、超跑的动力输出靠后,上不到8、9千转不叫超跑,而大货转速3、4千转就到头了!

500p的马力可以看作是峰值动力,但发动机在运行时、是不是无时无刻都在输出500p的峰值动力?差异就在于峰值动力不等于瞬时输出动力,峰值动力强、在某一刻的输出功率也可能弱,所以难点就在于输出了多少动力在什么时刻进行动力的输出;500p的重卡机器、因为转速低(表底3000转),所以动力输出非常的靠前;同样是地板油,重卡2500转、能拉出最高功率500p(举例子、别较真),超跑2500R时最多拉出300p马力,所以这时候怎么比?超跑一定没有重卡力量大!

如果换一个场景呢?超跑拉到断油、我们可以假设为9000转,此时输出500匹的动力、此时与2500转峰值输出的重卡机器在力量上完全一致(当然我们不考虑变速器),此时什么扭矩大、扭矩小之类的说法统统失去意义,要知道扭矩是为功率服务的,输出扭矩*转速就是为了获得更高的输出功率(注意不是峰值功率),输出功率决定加速快不快、决定劲是不是大,要么输出扭矩大、要么转速高、要么两者都大,无论用什么办法、只要确保输出扭矩与转速的乘积足够大,那么力量就大!

输出扭矩*转速=输出功率(常量省略)

通过问题描述,我们可以明白超跑机器、重卡机器的峰值动力(功率)都是500p,那么我们可以理解为在峰值状态下的两台机器、它们的动力则是完全一样的、完全一样的、完全一样的(重点说三遍),只不过动力表现形式是完全不同的,重卡发动机利用高扭矩来获得高功率、而对转速依赖不大,超跑发动机各个阶段扭矩输出都不如重卡机器、但它的利器在于超高的转速,悄悄的说一句F1赛车的1.6T机器峰值扭矩也仅仅在450nm左右、它加速度的强大完全在于其超高的转速拉出惊人的马力,以及重量轻!

两类机器的特点

超跑机器:缸径大、活塞行程短、转速攀升迅猛、峰值转速高!

重卡机器:缸径小、活塞行程特别长、峰值转速低、转速攀升慢!

当然其它低差异还有许多,不过只通过表面结构的差异就能判断两者的不同工作方式、以及特点;重卡机器更适合牵引,低转速下的功率输出很足(因为低转速下扭矩输出好)、所以可以在大载荷下完成起步;而超跑低转速下功率输出很差(不是功率决定不了力气,而是某阶段功率输出低自然没力气),所以牵引的活自然做不来!

超跑输出功率=小扭矩*高转速

重卡输出功率=大扭矩*低转速

变速器其实才是关键

其实超跑的输出扭矩并不低、但没有重卡那种16挡位变速器,发动机自身输出那点扭矩完全没有意义;重卡机器是有劲、不过咱们换个思维,给重卡上装上格特拉克DCL750双离合变速器是什么景象?重卡瞬间没劲、所以还是用法士特16速变速器吧!如上图、好好看看采埃孚16速变速器挡位的齿轮比吧,一挡齿轮比高达16.4,下图后桥差速器齿轮比达到3.41,一挡可以放大扭矩约56倍!看到了么,为啥重卡那么有力量?不仅仅是发动机扭矩特性好,最关键的是变速器齿轮比足够低、减速效果足够好、扭矩放大倍数足够多

把这款采埃孚16速变速器放超跑上,超跑的牵引能力也强大啊,一挡扭矩放大56倍、闹笑呢么?所以不要总说扭矩决定加速度、扭矩决定是不是有力量之类的怪话(加速度只有输出功率可以决定,别问为什么、科学道理),很多问题其实都是由变速器给悄悄的解决了;重卡之所以能有那么强大的牵引力(朋友们眼中的劲大),关键还是靠变速器;格特拉克的双离合DCL750普遍配备在法拉利上,但它的一挡又能放大几倍扭矩呢,因为它是竞速定位、所以用不着过低的齿轮比!

如上图所示、这是速度与激情中的一幕,两辆道奇战马生生把保险柜从钢筋混凝土结构中给拽了出来、然后拖着满街跑,虽然道奇战马发动机扭矩不错、但想完成这个也很难,所以结论还是在变速器上,所以如果变速器的齿轮比足够低、那么超跑也能表现出重卡的特性(强大的牵引能力),反之则表现为竞速特点;所以500p的重卡、超跑发动机谁动力更大?其实这就与一斤棉花、一斤铁谁重完全一样,答案是一样重;所以500p的超跑、重卡发动机,动力也是完全一样的(峰值动力),而差异在于输出特性不同,以及变速器不同

500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

扭矩,卡车不需要太大的马力,但扭矩一定要大。简单跟大家说下我对马力和扭矩的理解,直观一点,马力就是狗,扭矩就是牛。狗跑得快但是力量不行,牛跑得慢但是有力。再看现在随便有点档次的轿车马力都过300了,但是扭矩呢。再看半挂,国产的马力很多都在300左右,但是再看扭矩呢。这就是使用侧重点不同,轿车满员也就几百公斤(除了自重),太大的扭矩用不上,除非加速快点,超车猛一点,但是半挂呢,需要拖几十吨,甚至几百吨(中国特色,自行百度),扭矩太小的话,就拖不动,起步都起不来,爬坡更别想了。所以不要以都马力来比较车子性能,应该多方面考虑。在这再举个大家都知道的例子,我农村的,经常见马力18匹的拖拉机,还有8马力的手扶拖拉机,但是你在看,几吨的重货,甚至上10吨的都有(比如拉砂石),马力相对轿车太微不足道了,但是你叫轿车来拖下试试,估计连步都起步来。好了,我想通过我的解释,大家对两种车的发动机性能侧重点都了解了吧,点个赞吧,全手打!

500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

理论上来说是一样的,你所说的500马力是功率单位,功率一样的情况下,两台发动机单位时间内做的功是相同的,只不过跑车的汽油机是靠动辄上万转的转速来达到高功率,而重卡的柴油机一般转速只有2000转左右。而扭矩高达2200左右。如果给跑车或重卡搭配上合适的变速箱或减速机,在不考虑油耗和寿命的情况下。理论上是可以同样看待的。就好像两个人一样。一个瘦子力气小但动作灵活。一个胖子比较有力气但行动缓慢。两个人搬运同样的砖。瘦子可以每次一块,每分钟10次。胖子可以每次10块,但是每分钟只能搬一次。相同时间内,两个人做的功是一样的,所以两个人功率一样。

500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

内燃机达到一定的功率输出发动机是要达到相应的转速,对于500马力这个功率输出,跑车和重卡所达到的转速是完全不同的,对于跑车来说可能转速已经逼近红区,而重卡就要视具体的排量来看了,但达到500马力这个功率单位意味着这两种车所做的功是完全一样的。

做功一样,但对于驾驶者的体验感却回相差非常悬殊。同样能达到500马力的跑车和货车发动机在最大扭矩上往往会相差甚远,对于跑车来说可能扭矩最大也就几百牛米,而重型货车达到上千牛米是很轻松的。所以我们结合超跑的转速表和下面重卡的转速仪表可以看出它们在转速数值上有着巨大的差异。

超跑转速表

重卡的转速表

扭矩展现的是发动机的力量输出,而功率往往展现的是车辆加速的能力表现。对于一辆跑车来说,超大的扭矩并不是它最需要的,因为跑车本身自重就轻,过大的扭矩输出会让车轮更易打滑,而且发动机达到500马力转速时的扭矩早已衰落,驾驶乘坐者这时所感受到的往往是超过100km/h后的再加速能力。

而对于重载货车来说,要考虑承载几十吨的牵引和驱动力量,所以低转速就需要有强大的扭矩输出。也正是因为这个原因这类车型多数采用的都是带有增压器的柴油机,发动机的转速并不会太高,即便达到500马力的时候依然可以维持很高的扭矩输出,所以驾驶乘坐这类车在达到500马力的时候,更多的体会不是那种加速度的感受,而是持续不断的力量来源。

也正是基于此,很多重型货车的最大功率输出其实要小于跑车,而扭矩要远远大于跑车,说白了就是术业有专攻。当然随着物流运输的发展和道路状况的提升,很多进口的货运车辆也可以长时间的保持超过140km/h的高速行驶能力,这就需要在设计发动机和变速箱的时候同时要兼顾扭矩和最大的功率输出。

500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

这个主要还是扭矩上面的区别。

轿车跑车这些发动机。都是汽油机,马力与扭矩基本被调教的一比一。打个比方。布加迪威龙1001马力。1000的扭矩。基本是一比一的比例。好处在于。跑车不需要太强大的扭矩去载重,而需要更高的转速保证拥有更高的极速。

载重卡车就不一样了。虽然转速很低。一般都是2500红线了都。但是载重卡车的扭矩是马力的4-5倍。载重车要求的不是多高的速度。而是强悍的载重力。需要的更多的扭矩。

也就是说。同样是500马力的车。跑车的500马力。差不多是500扭矩左右 但是转速高。更容易拉高速。载重柴油卡车500马力。但是扭矩可能达到2500的恐怖数值。虽然转速低。但是底扭强大的不要不要的。最高速度肯定是不行了。但是拖拽能力5台500马力的跑车和一台500马力的卡车基本持平。

500马力的跑车和500马力的重卡,动力是一样的吗?

相同马力的重卡与跑车·动力相同驾驶感受不同

内容概述:

  1. 马力概念解析
  2. 重卡对扭矩的需求
  3. 跑车对马力的需求

具备相同马力的不同车型,比如卡车和跑车,动力一样但驾驶感受为何却完全不同?这是个很有意思的问题。

马力是功率单位,也可以理解为动力的概念;由詹姆斯瓦特(第一次工业革命先驱)提出的马力单位,标准为「75千克力·米/秒」,假设两台车都有500公制马力,理论上最强的动力标准都是37500kg·m/s的标准,可是卡车的加速能力总不如跑车,而跑车的牵引力也绝对不比卡车。原因其实在于扭矩、轮胎、推重比等等因素的影响,两类型的发动机设计取向完全不同。

扭矩与重卡

卡车同样需要非常大的马力,不过实现大马力的基础是「大扭矩×低转速」。扭矩可以理解为发动机每次做功输出的动力,功率的概念是每分钟做功能量的总和,计算方式为(扭矩×转速÷9549=功率),而功率再乘以1.36则为公制马力的数值。

假设重卡同样有500马力,载重量为50吨;起步加速时就需要非常大的马力才行,因为推重比已经被拉到非常低的标准。想要实现大马力则需要在低转速区间就输出大扭矩,实现的方式是依靠柴油机以压燃技术,将柴油以非常高的比例燃烧转化为机械能;不过这只是第一步,变速箱才是实现大马力的核心。

变速箱的功能是放大扭矩与放大车速,这台有500马力的发动机,扭矩本身可能是很低的;但是通过卡车变速箱的特殊1/2低速挡的齿轮比,可以将扭矩放大到数千牛米。因为低速挡发动机驱动的是小齿轮,带动运转的是直径很大的大齿轮;小齿轮每转一圈等于输出一次扭矩,每分钟运转输出的动力总和等于马力的概念。

但是这个马力直接作用于大齿轮,大齿轮每转一圈等于输出扭矩一次,每分钟输出动力的总和才等于马力。这是不是就等于放大了扭矩呢?这就是重卡能是以大扭矩实现大马力的基础,变速箱的齿轮比与普通代步汽车是不同的,所有设计都是为了提升扭矩。

缺点:卡车的「极速」总是比较低的,能够行驶到80-100km/h的时速区间基本就是极限了;而大马力难道不应该有高车速吗?相信原因应该可以理解了,因为变速箱的设计是为了放大扭矩而不是提升车速,能保证重载后顺畅的起步才是核心。

当然这也有柴油发动机的“转速限制”问题,这种机器的最高转速在4000rpm左右,高转速区间为2500/4000转的范围内。扭矩虽然足够大,但是转速不够高也无法实现很大的马力,所以柴油机的特点往往是“低转高扭”。

至于马力与跑车相同的重卡,其极速低的原因则是受到推重比的影响,马力的驱动力标准是固定的,500马力驱动50吨的卡车肯定无法实现高车速,但驱动1.5吨的跑车则能够“起飞”了。这就像一个人如果曾经有300斤,跑步的速度不会快,而减重到100斤后就能跑的飞快了。

马力与跑车

跑车装备的发动机当然是汽油机或者油电混合动力,其他特点往往是「相对大扭矩×高转速」,不过扭矩总不会比重卡更大。比如也是500马力的跑车,最大扭矩能够有600-800N·m已经很难得了,然而重卡真的会有2500N·m左右;这不是夸大其词,很多牵引车使用的柴油机都有这种标准。

而扭矩小当然是因为变速箱齿轮比不同,说白了就是跑车不需要如此之大的扭矩;否则起步瞬间爆发的超大扭矩,会超过小小的轮胎抓地力,尤其是车身整备质量又很低,轮胎得不到足够的下压力则抓地力还是会非常小。如果跑车如果能放大出卡车柴油机的扭矩标准,起步就会轮胎原地打转到车身失控,可就是走不了直线。

知识点:瞬间爆发的扭矩最终要通过「车轮转动」的方式输出,所谓的轮上功率(马力)也是每分钟输出动能的总和,而每次转动也只是扭矩的概念。而最大扭矩一定要与轮胎的抓地力进行匹配,否则正常行驶中的状态,基本会像是车辆在泥地中驾驶——轮胎转速很快但车速实际很低。

但是轮上功率高是没有问题的,因为保证了每次输出的扭矩没有超过抓地力,提高每分钟做功的次数总不会出现打滑。所以跑车需要的是比重卡低很多的扭矩,以高转速实现相同的马力,在整备质量很低的前提下,车速必然会非常快。

汽油机是可以实现高转速运行的,很多跑车可以达到10000转左右的高转速;这种机器采用的是火花塞点火做功,压缩比很小且点火角度特殊,运行过程中不会产生很强的振动。所以以高转速运行也不会有过于严重的磨损、振动和噪音,这就是跑车总能够实现高车速的基础。

关于马力相同但驾驶感受完全不同的问题就聊到这里,家用代步汽车需要哪种类型的发动机呢?

家用汽车标准:大扭矩·低转速。

想要实现低油耗,基础是降低代步时的发动机运行转速;因为曲轴每转两圈就要耗油做功一次,转速越高耗油量当然就会越大。所以最佳的状态还是以高扭低转实现足够代步的马力,方式其实很简单。

  • 高压直喷
  • 涡轮增压

这两项技术是柴油机的标配,目前也成为了优秀汽油机的通用技术;直喷技术让喷油压力升高很多,比如在进气歧管中以3.0bar左右的压力喷油的多点电喷,过低的压力会让燃油雾化的油珠粒径很大,蒸发的时间长会影响燃烧效率。

但是汽油机采用大空间缸内直喷的压力可以达到350bar,上百倍的增长当然可以让燃油的雾化蒸发与燃效都有很大程度的提高;高压共轨技术的柴油机可以达到2000bar,差距是不是非常大呢?

涡轮增压技术的本质是空气压缩机,把大团空气压缩为小团,小团气体中的氧分子数量会增加很多;等量的燃油面对更多的氧气,在相同时间内转化出的热能就会高很多。

因为做功时燃烧的燃油没有达到100%“完全燃烧”的程度,提高燃烧效率可以理解为提高燃烧的充分性;提升氧浓度就是为提高充分性,所以增氧后就能以提升热能的方式提升扭矩——说白了就是自然吸气技术会浪费掉很多的燃油,涡轮增压技术多燃烧一些、少浪费一些就会有更大的扭矩了。汽油机1.5T目前有最高300N·m,2.0T最高有400N·m,功率能达到150~170kw之间即可,扭矩越接近上述标准越好。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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