汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
排量:一台发动机所有的气缸容积总和就称之为排量!比如某2.4升4缸发动机,它的每个气缸的容积为0.6升,0.6*4=2.4L,通常实际容积与标定容积有微笑差异!
功率、马力:功率、马力的本质是一回事,只是进制不同,功率是国际标准单位、马力是英制单位,有点类似时速多少迈、多少千米之间的关系,只是进制的不同!通常情况下功率的单位是KW(千瓦),1马力=0.735千瓦!扭矩得分为两部分来说,分为标定扭矩、轮上扭矩两部分!扭矩=力*力臂,对于发动机来说它的力臂就是它的“飞轮半径”,发动机的标定扭矩指的就是在某一转速下,发动机释放了最大的“力*飞轮半径=标定扭矩”,但通常情况下标定扭矩只是唬人的玩意,标定扭矩大不见得车子的加速度就快(标定扭矩的大小,完全可以通过不同变速箱的不同速比来实现增加、减少,比如甲的发动机的标定扭矩比乙的小,但甲变速箱减速比大,通过变速箱的增钮,甲的最大扭矩反而比乙更大)!决定加速度的最关键要素是“轮上扭矩”,而轮上扭矩的大小则由功率来决定。。注意啦,鄙人要开始说功率与轮上扭矩的关系了。。轮上扭矩还是等于“力*力臂”,只不过此时的力为“轮缘驱动力”、力臂为“轮胎半径”,现在可以得出“轮上扭矩=轮缘驱动力*轮胎半径”,轮胎半径是固定的,要计算出轮上扭矩我们首先要判断“轮缘驱动力”该如何导出?
引入公式1:P=F*V,P为瞬时功率、F为轮缘驱动力、V瞬时车速。。
通过这个公式我们即可推断出,在车速为一定的情况下,瞬时功率P值越大,轮缘驱动力F值就越大!而轮缘驱动力F越大,轮上扭矩也就越大!所以说功率的大小决定了轮上扭矩,轮上扭矩的大小决定加速度,和标定的最大扭矩没什么实际关系。。
引入公式2:F=M*A,F为轮缘驱动力、M为车子的重量、A为加速度。。
通过这个公式我们可以推断出,车子的加速度与轮缘驱动力成正比(车重为衡量),轮缘驱动力F越大,加速度A就越大!所以我们将这个公式带入“轮上扭矩公式”中即可得出。。
轮上扭矩=F*L=(车重*加速度)*轮胎半径
现在很容易看出来轮上扭矩越大,车子的加速度也就越大,所以说轮上扭矩决定加速度的大小没有问题,而实际上加速度的大小是由轮缘驱动力F来决定的,而轮缘驱动力F是由功率的大小决定的,推出功率大小决定加速度!写的太复杂了,下面简化一下。。
1.功率大小:决定轮缘驱动力F的大小!
2.轮缘驱动力F的大小:决定轮上扭矩、车子的加速度A的大小!
所以功率与轮上扭矩是成正比的关系,功率越大、轮上扭矩越大、加速度就越大!
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
兄弟,能问出这么“硬核”的问题,说明你已经脱离一般的“键盘侠”,开始深入汽车内部的原理了。
作为毕业于汽车工程的扒哥来说,回答这道题再合适不过了。买车时,扭矩、马力、功率、排量是重要参数,但他们之间没啥太大关系。
先看四个参数分别是什么。1、首先看功率和马力。功率是发动机单位时间内的功,它有两种单位——马力和千瓦,1马力等于0.735千瓦。比如说一台车的最大功率,可以说成100马力,也可以说成73.5千瓦。
2、排量是发动机的气缸容积,排量=气缸数X气缸容积。比如大众EA888发动机,有4个气缸,单个气缸容积为0.5L,它的排量就是2.0L。不考虑其他因素时,排量越大,发动机动力性越强。
3、扭矩是发动机输出的力矩,排量相同时,扭矩越大说明发动机性能越好。一般通俗来说,轿车的扭矩越大加速性(0-100加速)越好,纯粹越野车的扭矩越大爬坡度越大,货车扭矩越大车拉的重量越大。
再看四个参数的关系:综上所述,能看出四个参数的关系——马力是功率的单位,而功率和扭矩都是检验一台发动机性能的指标,无太大联系。
排量和功率、扭矩都有关系,但是在一台车的性能指标中,它是一个比较“泛”的概念。在消费者的普遍认知中,排量越大动力也越强,但在如今小排量涡轮增压当道、新技术层出不穷的时代,它更多的是反应一台车的油耗水平。
买车时还应该看哪些性能参数在扒哥看来,在中国汽车消费市场中,大家往往只关注一台车的马力和“零百”加速时间,而忽略了两个重要参数——扭矩及最大转速扭矩。
上文提到,一般来说轿车的扭矩越大,“零百”越快,油门响应也就更灵敏,更有驾驶乐趣,所以最大扭矩转速就成了重中之重。根据此,咱们以1.4T高尔夫和1.6L轩逸为例,比较一下最大扭矩转速的重要性。
先看1.4T高尔夫,它的最大功率为150匹马力,最大扭矩250牛·米,最大扭矩转速为1750-3000转。由此可看出,这台车起步时稍踩油门(1750转),就能获得最大输出扭矩,并且一直到3000转才开始减弱,说明这是一台注重前段爆发力,兼顾燃油经济性的车,比较有起步推背感和驾驶乐趣。
再看1.8L的轩逸,其最大功率为139匹马力,最大扭矩为174牛·米,最大扭矩转速为4000转,虽然马力和高尔夫相近,但是扭矩及最大扭矩转速相差很远。这就导致了想要在轩逸上获得起步推背感,需要深踩油门维持在4000转。并且由于最大扭矩转速太高,导致这台车的油门响应不够灵敏和迅速,比较“慢热”。所以由此看来,这台车起步很肉,更偏向于舒适性和经济性。
综合来看一台车是否有驾驶乐趣,不能只看它的排量、功率、扭矩,还需要看它的最大扭矩转速,以及整台车的底盘、悬架、变速箱的调校。扒哥在此不由感叹,造一台好车真是太难了。
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
我是绿芯工程师。我来回答。
朋友们在买车之前,肯定都会查看车辆的动力参数。对动力性有要求的小伙伴,更是希望马力、扭矩越大越好。但当你面临下面两款车时,怎么选?
首先题主问题里,马力和功率是一个概念(以下统称功率)马力和扭矩,哪个更能体现动力性?排量和这两者之间有什么关系?以下是详细的回答。
首先,解释下功率、扭矩、转速 这3个参数和汽车动力性之间的关系:
01 最高车速由最大马力(功率)决定
功率与车速存在以下关系:
一定功率下,随着车速升高,驱动力逐渐减小,但是行驶阻力越来越大。当驱动力大小等于阻力时,车辆就达到最高车速了。
如图所示:驱动力和行驶阻力的相交点即为最高车速点。功率越大,相交点的车速越高。一般汽车设计时,会尽量让相交点的工况处于动力源最大功率点。
02 任何车速下,加速度由当时的输出功率决定,而不是最大功率
假如忽略行驶阻力,加速度与功率存在一个关系。因此如果车速确定,加速度就跟功率唯一相关。
03 只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。
如果对应转速不高,即使扭矩很大,相乘得到的功率也不大。另外,如果最大扭矩对应的转速范围窄,只是某个转速点扭矩大,那么对动力性的影响也是较小的。
另外,其实动力源扭矩大小跟动力性本身没有直接关系。加速快慢是由轮端驱动力决定的,轮端驱动力的大小只跟功率和车速有关,因此其实真正决定动力性的是功率。
小结:最大功率决定最高车速。任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。
作为一般用户,能完全理解这几句话就相当可以了,至少能够做到不被厂家的宣传数据所迷惑。但是作为喜欢刨根问底的工程湿,搞明白这些还不能满足,因为有些问题仍没法解释,比如:
为什么相似功率和扭矩数据的自吸发动机和涡轮增压发动机,自吸的车加速感受明显比增压的强?
为什么越野车大多装载自然吸气发动机或者柴油机,强调低速大扭矩?
为什么豪华轿车如劳斯莱斯,6.7L排量的发动机,最大功率只有400多kw,扭矩却有惊人的900Nm?
对于这个问题,有一个到位的表述:
动力性影响因素除了最大扭矩、最大功率、不同转速范围的扭矩和功率外,还有不同转速不同扭矩下的扭矩响应速度。事实上,对于日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响更大。
问题来了:
01
什么是扭矩响应速度?
举个极端的例子:假如一款车的发动机,在1000rpm~6000rpm转速范围内,都可以输出900Nm的扭矩,很惊人了吧?但是如果告诉你,从踩下油门开始,需要经过3秒时间发动机才能达到这个最大扭矩,那这个惊人的900Nm还有用吗?对直线加速可能还有些用吧。。。
当然,前面假设的3秒的响应时间夸张了,实际涡轮增压发动机0.5秒左右的延迟是有的,视海拔、气温、转速等情况而定,而这0.5秒体现到驾驶感受上,影响就很大了。
又一个问题来了:
02
为什么自然吸气发动机扭矩响应
会比涡轮增压发动机快?
这就要提所谓的“涡轮迟滞”了。涡轮增压机的原理简单来说就是利用排气的能量带动涡轮旋转给进气增压,从而在排量不变的情况下增加进气,提高功率。但是午餐没有免费的,利用了排气能量,但是增加了排气背压;增加了进气,但是等待涡轮提速需要时间。下图所示是两种发动机的扭矩响应示意图:
驾驶员踩下油门,VCU对发动机的目标扭矩如蓝线所示,理想的情况当然是发动机扭矩紧跟目标,不大不小(这就是所谓的“跟脚”),但实际情况我们看到了:
· 自然吸气前半段响应快,但是很快达到自己的极限了;
· 涡轮增压虽然最终能够达到扭矩目标、极限高,但是中间经过了很长的响应时间。
大部分日常驾驶工况,驾驶员不会把油门踩到底,也就不要求发动机扭矩出到极限,这样一来前半段扭矩响应快的自然吸气发动机,就会带来更加强烈的加速感。
最后一个问题:
03
响应最快的是什么车呢?
扭矩响应最快的是电动车,因为电机扭矩响应的速度大约在30ms(0.03秒),大约比发动机快10倍!
由于此前很长一段时间我一直在研究混合动力汽车,顺便再提一下混合动力汽车的一个优点:我们常说的混合动力汽车的一个优点是电机可以调节发动机负荷到最佳经济区间,从而减小油耗。这是从经济性的角度,其实从驾驶性的角度,混合动力汽车的还有一个重要优点是扭矩响应快。快到什么程度呢?几乎跟电动车一样快!
因为当发动机扭矩响应速度跟不上指令时,电机这时候可以进行补偿,发挥其响应快的优势。例如上汽EDU二代混动系统,在并联模式下,当驾驶员快速踩下油门,发动机的扭矩响应无法快速跟随驾驶员的指令时,这时候电机就可以发挥其响应快的优势,补偿发动机来不及响应的那部分扭矩。混合动力其实很好玩,如果大家感兴趣,以后有机会再展开说。
以上就是自然吸气发动机扭矩响应会比涡轮增压发动机快的原因了。
关于涡轮增压,这里稍微再多讲一点,为下一个问题做点铺垫:我们已经知道涡轮迟滞了,那怎么做可以减少迟滞呢?
方法1:减小涡轮惯量
方法2:增加排气能量
我们要说的是方法2,增加排气能量怎么增加?当然是提高发动机转速了,这也就解释了涡轮增压发动机低转速大扭矩不行的名声。
如果你发现自己的涡轮增压车总是不跟脚,尝试切到S档,绝对会发现跟脚的多,因为S档会自动推迟升档点,让发动机维持在高转速。
我一开始的疑惑是:高功率为什么不行?发动机低速扭矩不够,我降挡还不行么?
其实我们忘了动力系统中的一个小兄弟:离合器(或AT的液力变矩器)。离合器简单来说就是连接发动机和变速箱的连接件,特别的只是,这个连接件可以处于3种不同的状态:(1)脱开;(2)接合;(3)滑磨
越野车设计时需要考虑很多大负荷起步的工况,起步过程的专业术语叫Launch,这个过程离合器处于滑磨状态。
Launch的控制原理是发动机根据驾驶员的扭矩需求调节到一定转速,同时压离合器。由于负荷大,离合器得压的比较紧。同时为了防止发动机转速被离合器拽下来,发动机的扭矩能力必须大于等于离合器,于是发动机转速不能太低。又由于车辆刚开始起步,变速箱是跟车轮相连的,因此变速箱的输入端转速几乎为零。发动机转速不能太低,变速箱端转速又几乎为零,因此离合器两端就会有比较大的滑磨速差。
高中物理还没还给老师的同学,这时候应该会想到,大扭矩和高速差,意味着摩擦功率很大,发热会很快。
大众dct一开始为什么容易坏?宝马M3为什么不支持连续弹射(SportLaunch)?
——都是因为离合器发热
举这几个例子只是为了说明离合器发热是个很要命的问题。越野车起步虽然不像跑车弹射起步那么恶劣,但是比家用轿车低速起步还是要恶劣的多。
怎么做减少发热呢?最直接的想法当然是减小滑磨速差了。减少滑磨速差就得降低发动机转速,降低发动机转速的同时还得保证起步的动力输出,这就是所谓的低速大扭矩了。
在此我们其实也找到了高转速发动机的其中一个缺点:起步滑磨发热多。也找到了最大扭矩大的一个优点,低速动力强。
再说一个混合动力汽车的优势:
传统车通过Launch滑磨离合器起步的方式,一方面担心离合器发热,另一方面,滑磨过程产生的这部分能量并没有用来加速汽车,而是平白无故损失了。(事实上,Launch过程发动机做的功,大约只有50%用于加速汽车,另外50%用于加热离合器。。。)而混合动力汽车就可以利用电机低速大扭矩的特性,无需离合器参与就可以完成起步,等车速提高后再将发动机接进来,避免了起步过程的大扭矩滑磨过程,低速起步快。
其实跟动力性不是直接相关,只是讲到扭矩、功率、转速相关话题了,顺带讲一下:为什么劳斯莱斯的发动机扭矩很大但是功率不大?
原因其实不复杂,因为豪华轿车对极限性能的需求不大,但是对NVH性能的需求很大。发动机是汽车上最主要的噪声来源。同一款发动机运行时的NVH和转速、扭矩都相关,但是转速的影响更大。跑车上发动机轰高转速,那是美妙的音乐,但是豪华轿车上轰高转速,那还像话么?
所以高转速发动机的第二个缺点:NVH差。
最后简单总结一下:
1、最大功率决定最高车速。而任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。
2、只有扭矩大不能保证动力强,但扭矩对应的转速和转速范围决定了当时的输出功率,即影响了此刻的加速能力。
3、在日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响也很大。
4、低转高扭的发动机更有利于大负荷起步。
5、电动汽车、混合动力汽车因为电机的存在,在扭矩响应速度、大负荷起步等动力性方面,有传统车无法实现的先天优势。
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
很多朋友在购车时候都会听到扭矩、马力、功率和排量这四个概念,如果对于车辆不了解,很容易就会混淆这四个概念,弹哥就给各位朋友梳理一下这四个概念。
首先其实上马力和功率是一个意思,只不过是计量换算单位不一样而已。功率是国际通用单位,而马力则是英制单位。至于扭矩和功率是什么关系呢。功率=扭矩*转速,在功率一定的情况下,扭矩和转速就成反比。
这样我们也比较好理解,为什么在我们爬坡时候,我们要选择低速,因为这样扭矩就比较大,我们才可以爬坡。同时按理论上来说,扭矩越大,加速能力就越强,我们所能体会到的推背感就会越强烈。
至于排量,指的就是发动机的气缸容积。排量和马力、功率以及扭矩都是正相关关系。排量越大,做工时候的爆能就越大,马力、功率以及扭矩也更大。
经过弹哥的梳理,相信你一定对于扭矩、马力、功率和排量这四个概念和它们之间的关系有了更清晰的认识了吧!
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
马力跟功率是相同单位不同叫法,指得都是发动机的热效应,升功率越高,热效应越好。
扭矩,指的是发动机通过变速器对轮胎力臂使劲的大小,跟齿轮比有关。厂家根据车型不同的需要而针对性的设置车轮的扭矩,比如越野车、载货车,扭矩相对较大,乘用车,扭矩相对较小。
排量,指的是发动机汽缸的容量,排量越大,功率越高。
三者间的关系:
排量≈动力≈平顺(发动机一般来说,排量越大,汽缸越多,平顺性较好;汽缸越少,为求榨取动力,发动机的振动频率越大)。
马力和功率,很大程度取决于排量,当然,各厂家的相同排量的发动机,因为设计和工艺,各有大小,马力(功率)≈动力。
至于扭矩,只不过是厂家因应不同车种的不同需求而设计的齿轮比,拖拉机的扭矩就很大,那是拖拉机的工作需求,但极速却不高,因为它基本每个档位都必须首先考虑扭矩,除了最高档才考虑速度。
速度跟扭矩是个死对头,在相同马力(功率)的前提下,变速箱的齿轮比决定车辆各档位要求的重点是速度还是扭矩。
以上为汽车的马力(功率)、扭矩和排量的简单理解,再复杂点,恐怕得理解为专业知识了。
汽车的扭矩、马力、功率、排量到底是什么关系?
这里是汽车00扒,为您解决汽车问题
先直接回答您的问题,排量和扭矩及功率这三者间不存在什么必然的联系,也不是如其他回答一般的正相关,这几个数据只是代表着车不同维度的性能指数而已,我们来一个个具体解释。
首先谈谈马力和功率,其实这两个在本质上是一回事,只不过是两种不同的计量单位。马力是英制计量单位,是当年瓦特发明蒸汽机后提出的计量单位;而功率则是国际标准单位,表现的是做工快慢,功率越大转速越高,汽车的最高时速也就越高。两者的换算关系为1马力=0.735千瓦,新车一般都会标出最大马力,让最高时速的数值好看一些。
对车而言,扭矩是评价一款车性能的主要参数之一。对那些喜欢“速度与激情”的车友来说,扭矩大小尤为重要,它代表的是汽车的加速度,扭矩平台范围越大,汽车的加速性可能也就越好,它影响着汽车0-100km/h的加速时间,开车时能否一脚油门就享受到那种推背感也是受它影响。
至于标定扭矩、轮上扭矩这种概念,理解起来比较麻烦,对于大部分用户来说并没有什么实际意义。您只需要认准,一台发动机能够在较低转速时达到最大扭矩,最大功率出现在较大转速,这就是一台合格的发动机。
而所谓排量,即活塞从上止点移动到下止点所通过的工作容积称为气缸排量,所有气缸排量之和称为发动机排量。通常排量大的车,单位时间内发动机所释放的能量大,就使得车的动力性更好。但这并不能说明排量小的车其扭矩、功率就会比排量大的低,这几个参数之间的影响因素太多,发动机的调教、发动机升功率、发动机的技术等都是很关键的影响因素。比方说,高尔夫1.4TEA211发动机的最大马力是150匹,而1.6L的卡罗拉的最大马力为122匹,高尔夫的排量小但功率反而更大,动力更足,不仅是因为两个车型在涡轮增压和自然吸气上的选择的不同,还有在发动机调校水平的差距。
如果存在一台车,除了排量、功率、扭矩外所有的因素都一样(即纯理论环境),在这种情况下,排量与功率、扭矩是正相关,即排量越大,扭矩越大,汽车的功率越大,否则抛开发动机技术、调校等多种因素只谈关系,都是耍流氓。
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