最佳答案

馬力和功率是一個(gè)東西，只不過(guò)是單位不同而已。馬力（功率）越大，汽車的最高速度越高。 加速度是看扭力，扭力越大，加速度越快。 馬力與扭力哪一項(xiàng)最能具體代表車輛性能？有人說(shuō)「起步靠扭力，加速靠馬力」，也有人說(shuō)「馬力大代表極速高，扭力大代表加速好」，其實(shí)這些都是片段的錯(cuò)誤解釋，其實(shí)車輛的前進(jìn)一定是靠引擎所發(fā)揮 的扭力，所謂的「扭力」在物理學(xué)上應(yīng)稱為「扭矩」，因?yàn)橐杂瀭饔灥慕Y(jié)果，大家都說(shuō)成「扭力」，也就從此流傳下來(lái)，為導(dǎo)正視聽(tīng)， 本文以下皆稱為「扭矩」。 扭矩的觀念從小學(xué)時(shí)候的「杠桿原理」就說(shuō)明過(guò)了，定義是「垂直方向的力乘上與旋轉(zhuǎn)中心的距離」，公制單位為牛頓-米(N-m)，除以重力加速度 9.8m/sec2之后，單位可換算成國(guó)人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制單位則為磅-呎(lb-ft)，在美國(guó)車的型錄上較為常見(jiàn)，若要轉(zhuǎn)換成公制，只要將lb-ft的數(shù)字除以7.22即可。 汽車驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算方式： 將扭矩除以車輪半徑即可由引擎馬力－扭力輸出曲線圖可發(fā)現(xiàn)，在每一個(gè)轉(zhuǎn)速下都有一個(gè)相對(duì)的 扭矩?cái)?shù)值，這些數(shù)值要如何轉(zhuǎn)換成實(shí)際推動(dòng)汽車的力量呢？答案很簡(jiǎn)單，就是「除以一個(gè)長(zhǎng)度」，便可獲得〉摩」的數(shù)據(jù)。舉例而言，一 部1.6升的引擎大約可發(fā)揮15.0kg-m的最大扭力，此時(shí)若直接連上185/ 60R14尺寸的輪胎，半徑約為41公分，則經(jīng)由車輪所發(fā)揮的推進(jìn)力量為15/0.41=36.6公斤的力量(事實(shí)上公斤并不是力量的單位，而是重量的單位，須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標(biāo)準(zhǔn)單位「牛頓」)。 36公斤的力量怎么推動(dòng)一公噸的車重呢？而且動(dòng)輒數(shù)千轉(zhuǎn)的引擎轉(zhuǎn)速更不可能恰好成為輪胎轉(zhuǎn)速，否則車子不就飛起來(lái)了？幸好聰明的人類發(fā)明了「齒輪」，利用不同大小的齒輪相連搭配，可以將旋轉(zhuǎn)的速度降低，同時(shí)將扭矩放大。由于齒輪的圓周比就是半徑比，因此從小齒輪傳遞動(dòng)力至大齒輪時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度降低的比率以及扭矩放大的倍數(shù)，都恰好等于兩齒輪的齒數(shù)比例，這個(gè)比例就是所謂的「齒輪比」。 舉例說(shuō)明，以小齒輪帶動(dòng)大齒輪，假設(shè)小齒輪的齒數(shù)為15齒，大齒輪的齒數(shù)為45齒。當(dāng)小齒輪以3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而扭矩為20kg-m時(shí)，傳遞至大齒輪的轉(zhuǎn)速便降低了1/3，變成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成為60kg-m。這就是引擎扭矩經(jīng)由變速箱可降低轉(zhuǎn)速并放大扭矩的基本原理。 在汽車上，引擎輸出至輪胎為止共經(jīng)過(guò)兩次扭矩的放大，第一次由變 速箱的檔位作用而產(chǎn)生，第二次則導(dǎo)因于最終齒輪比（或稱最終傳動(dòng) 比）。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，手排六代喜美的一檔齒輪比為3.250，最終齒輪比為4.058，而引擎的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm，于是我們可以算出第一檔的最 大扭矩經(jīng)過(guò)放大后為14.6×3.250×4.058=192.55kgm，比原引擎放大了13倍。此時(shí)再除以輪胎半徑約0.41m，即可獲得推力約為470公斤。然而上述的數(shù)值并不是實(shí)際的推力，畢竟機(jī)械傳輸?shù)倪^(guò)程中必定有磨 耗損失，因此必須將機(jī)械效率的因素考慮在內(nèi)。 論及機(jī)械效率，每經(jīng)過(guò)一個(gè)齒輪傳輸，都會(huì)產(chǎn)生一次動(dòng)力損耗，手排變速箱的機(jī)械效率約在95%左右，自排變速箱較慘，約剩88%左右，而傳動(dòng)軸的萬(wàn)向接頭 效率約為98%，各位自己乘乘看就知道實(shí)際的推力還剩多少。整體而 言，汽車的驅(qū)動(dòng)力可由下列公式計(jì)算： 扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機(jī)械效率 驅(qū)動(dòng)力= ———————————————————— 輪胎半徑（單位為公尺），馬力乃「功率」的一種。了解如何將扭矩經(jīng)由變速箱的齒比放大成為實(shí)際推力之后，接著可以研究什么叫做「馬力」。馬力是一種功率 (Power)的單位，定義為單位時(shí)間內(nèi)所能做「功」的大小。盡管如此，我們不得不繼續(xù)使用「馬力」這個(gè)名字，畢竟已經(jīng)用太久了，講「功率」恐怕沒(méi)幾個(gè)消費(fèi)者聽(tīng)得懂？ 功率是由扭矩計(jì)算出來(lái)的，而計(jì)算的公式相當(dāng)簡(jiǎn)單：功率(W)＝2π× 扭矩(N-m)×轉(zhuǎn)速(rpm)/60，簡(jiǎn)化計(jì)算后成為：功率(kW)=扭矩(N-m) ×轉(zhuǎn)速(rpm)/9549，詳細(xì)的推導(dǎo)請(qǐng)參看方塊文章。然而功率kW要如何 轉(zhuǎn)換成大家常見(jiàn)的「馬力」呢，這又有一段故事得講。 英制或公制？ 1PS=735W；1hp=746W 馬力定義竟然不一樣！ 談到引擎的馬力，相信不少人會(huì)直覺(jué)地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，到底這些標(biāo)準(zhǔn)的差異在哪兒，以后有空再研究；有點(diǎn)夸張的是由于英制與公制的不同，對(duì)「馬力」的定義基本上就不一樣。英制的馬力(hp)定義為：一匹馬于一分鐘內(nèi)將200磅(lb)重的物體拉動(dòng)165英呎(ft)，相乘之后等于33,000ft-lb/min；而公制的馬力(PS)定義則為一匹馬于一分鐘內(nèi)將75公斤的物體拉動(dòng)60公尺，相乘之后等于4500kg-m/min。經(jīng)過(guò)單位換算，(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然發(fā)現(xiàn)1hp=4566kg-m/min，與公制的1PS=4500kg-m有些許差異，而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 9.8kgm/sec)來(lái)?yè)Q算的話，可得1hp=746W;1PS=735W兩項(xiàng)不一樣的結(jié)果。 同樣是「馬力」，英制馬 力與公制馬力的定義竟然不一樣！難道英國(guó)馬比較「有力」嗎？ 到底世界上為什么會(huì)有英制與公制的分別，就好像為什么有的汽車是右駕，有的卻是左駕一樣，是人類永遠(yuǎn)難以協(xié)調(diào)的差異點(diǎn)。若以大家 比較熟悉的幾個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，德國(guó)的DIN與歐洲共同體的新標(biāo)準(zhǔn) EEC還有日本的JIS是以公制的PS為馬力單位，而SAE使用的是英制的 hp為單位，但為了避免復(fù)雜，本刊一率將馬力的單位標(biāo)示為hp。近來(lái)，越來(lái)越多的原廠數(shù)據(jù)已改提供絕對(duì)無(wú)爭(zhēng)議的KW作為引擎輸出的功率數(shù)值。 不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，1PS與1hp之間的差異僅1.5%，每一百匹馬力差1.5匹，差異并不大。一般房車的馬力多半僅在200匹馬力以下，兩者由于定義的差異也僅3匹馬力左右，因此如果您真要「馬馬計(jì)較」，就把SAE 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)多個(gè)1.5%吧！不過(guò)SAE、JIS、DIN、EEC各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之 間亦有些許差異，這個(gè)老問(wèn)題已經(jīng)爭(zhēng)論過(guò)很多次了，單位之間不能真正劃上等號(hào)，然而在差別不怎么多的情況之下，就當(dāng)作相同吧！因此 管他是PS或hp，都差不多可以視為相等。 終于可以做結(jié)論了！將上述獲得的馬力與功率換算方式代入功率與扭矩的換算公式，并且將扭矩的單位換算為大家熟悉的kg-m之后，可得下列結(jié)果： 英制馬力hp=扭力(kg-m)×引擎轉(zhuǎn)速(rpm)／727 公制馬力PS =扭力(kg-m)×引擎轉(zhuǎn)速(rpm)／716 知道這些公式之后有什么用呢？從「馬力hp=扭力×轉(zhuǎn)速/727」看， 如果能增加引擎轉(zhuǎn)速，扭力不變的情況下，便能增加馬力。例如若能 將轉(zhuǎn)速?gòu)?000rpm增加到8000rpm，等于增加了33%，但因?yàn)橥馆嗇S的 限制使得8000rpm時(shí)的扭力下降了10%，則仍能使馬力增加19.7%，這說(shuō)明了時(shí)下改裝發(fā)動(dòng)機(jī)的為何能在解除斷油后大幅增加馬力。所以不要對(duì)「增加馬力」的廣告所著魔。 讓我們從另外一個(gè)角度來(lái)想：如果在同樣的轉(zhuǎn)速下，增加20匹馬力，代表能增加多少推力呢？以最大扭力點(diǎn)發(fā)揮于5000rpm的情況下，將公式稍微變換一下，可發(fā)現(xiàn)增加的扭力=20hp×727／ 5000rpm=2.9kgm。再將這個(gè)結(jié)果代入汽車驅(qū)動(dòng)力的公式，同樣以喜美 的一檔計(jì)算，2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。對(duì)于一噸重的車身而言，影響似乎也不怎么大；再者如果相差5匹馬力的話，推力更僅增加23公斤，可見(jiàn)相差5匹馬力，根本也沒(méi)差多少，所以能「增加5匹馬力」的產(chǎn)品，到底應(yīng)該花多少錢去改裝，您自個(gè)兒會(huì)拿捏了吧？ 大馬力決定真性能！ 到底大馬力的車子跑得快，還是大扭力的車子跑得快？從公式可以知 道大馬力的原因是「高轉(zhuǎn)速的時(shí)候仍保有高扭力數(shù)值」，也就是說(shuō)要 有大馬力，不只是低轉(zhuǎn)速的扭力要好，連高轉(zhuǎn)速的扭力都得繼續(xù)維持 ，這表示扭力與馬力的爭(zhēng)論根本是多余的，只要能做到高馬力，除了表示各轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭力都很大之外，更代表材料技術(shù)的優(yōu)越性，將活塞、進(jìn)排氣閥門的材質(zhì)與重量予以強(qiáng)化與輕量化，才能將引擎轉(zhuǎn)速提高。 扭矩與功率的換算公式推導(dǎo) 假設(shè)一圓的半徑為r(單位為m)，扭矩為T(單位為N-m)，則圓周上切線方向的力F=T/r，由于功率的定義為「每秒鐘所作的功」，對(duì)于圓周而言，每旋轉(zhuǎn)一圈所作的功為：F×圓周總長(zhǎng)2πr 將F=T/r代入計(jì)算，每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT，再乘上引擎轉(zhuǎn)速rpm就是每分鐘所作的功，但功率P的單位是N-m/sec ，所以需除以60，轉(zhuǎn)換成每秒所作的功。代入公式：P=T2πrpm/60，將常數(shù)整理后，則可得P(kW)=Trpm/9545。 Guest (2008-11-08 01:49:04) 引用 扭矩的問(wèn)題，看了很多我還是沒(méi)法聯(lián)系到汽車的實(shí)際性能上去，因?yàn)閺S商提供的扭矩?cái)?shù)值是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩，可是汽車的這個(gè)扭矩最終輸出到地面上還要經(jīng)過(guò)很多環(huán)節(jié)：離合片、變速箱齒輪、以及輪胎。 我現(xiàn)在反過(guò)來(lái)考慮，歸根到底，汽車加速度的大小就取決于汽車相對(duì)于地面的加速度大小，也就是輪胎的加速度大小， 任何一輛車，都可以在啟動(dòng)時(shí)達(dá)到輪胎接近打滑的臨界狀態(tài)，此時(shí)的加速度，所有的車都是幾乎一樣的。汽車在臨界狀態(tài)的加速度僅僅和輪胎與地面的摩擦系數(shù)有關(guān)。 如果輪胎的轉(zhuǎn)速始終在接近打滑的臨界狀態(tài)持續(xù)增加，那么汽車的加速將達(dá)到可能的最大值。那樣只需要大概3秒鐘就可以沖上100公里時(shí)速了。因?yàn)樵诮咏�打滑狀態(tài)的1檔加速，我試過(guò)僅1秒鐘速度就接近30公里時(shí)速了。 這就說(shuō)明，1檔顯然是提供最大扭矩，也就是汽車最大加速度的檔位。 在1檔的情況下，可以仔細(xì)研究發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的問(wèn)題。 假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩輸出為2000轉(zhuǎn)到4000轉(zhuǎn)，這也就是說(shuō)，最大的加速力量在這個(gè)階段。那么1檔的4000轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的是30公里每小時(shí)，一路拉到30公里每小時(shí)，都保持了最大的加速度。如果起步就拉到4000轉(zhuǎn)然后放離合，就會(huì)產(chǎn)生打滑，就我的經(jīng)驗(yàn)看，2000轉(zhuǎn)起步不打滑，然后迅速拉上4000轉(zhuǎn)，可以達(dá)到最佳加速效果。 我自然希望這樣的加速度可以一直維持下去，那3秒鐘后我就到了100公里時(shí)速了�？蛇^(guò)了不久1檔的轉(zhuǎn)速就過(guò)了4000轉(zhuǎn)，進(jìn)入了扭矩減小的區(qū)域了，而且轉(zhuǎn)速接近紅區(qū)了。 這個(gè)時(shí)候就要改為2檔，利用2檔的加速度了。因?yàn)?、2檔之間傳動(dòng)比的不同，所以即使1檔在6000轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩沒(méi)有2檔在3000轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大，但傳動(dòng)比差異之下，最終輪子得到的扭矩，1檔的6000轉(zhuǎn)加速性能肯定要好過(guò)2檔的3000轉(zhuǎn)。 2檔因?yàn)閭鲃?dòng)比大大減小，幾乎減小一倍，所以輸出到輪胎的扭力也減小一倍，但這是加速僅次于1檔的檔位，因此要盡可能利用這一檔加速的性能，好車在這一檔都可以拉上100公里的時(shí)速，以實(shí)現(xiàn)最快的0-100公里加速時(shí)間。 如果2檔上不了100，那么在80的時(shí)候換3檔，傳動(dòng)比又減少50%，扭力進(jìn)一步下降50%，加速性能進(jìn)一步減弱。 結(jié)論就是，檔位決定加速性能，要加速快，檔位一定要低。在時(shí)速150之前，比加速都是比駕車者合理切換檔位的能力，到時(shí)速150以上才是完全比拼發(fā)動(dòng)機(jī)性能

回答者：shmilyhnwht2016-05-11 00:00