汽车发动机功率、转矩和车速详解

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汽车理论

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第一章 汽车的动力性汽车的动力性:指汽车在良好路面上直线行驶时,由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。

汽车的动力性指标:1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax 汽车的加速时间表示汽车的加速能力。

原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步,以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。

驱动力Ft :发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮,产生驱动力矩Tt ,驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0,地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力Tt —驱动力矩 Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比ig 、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。

传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类 车轮的半径自由半径:车轮处于无载时的半径。

静力半径rs :汽车静止时,车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。

滚动半径rr :车轮几何中心到速度瞬心的距离。

传动系的机械效率ηTPin —输入传动系的功率;PT -传动系损失的功率等速行驶时 汽车的驱动力图 依据下面两式以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua 关系图,即驱动力图汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力?如何保证汽车可以加速或爬坡? 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 汽车行驶总阻力 滚动阻力:车轮滚动时,轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。

轮胎的迟滞损失:轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回,一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上,产生热量,这种损失称为轮胎的迟滞损失。

轮胎的两个最重要参数:极限速度和承载量驻波现象:在高速行驶时,轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复,其残余变形形成了一种波,这就是驻波。

此时轮胎周缘不再是圆形,而呈明显的波浪形。

轮胎刚离开地面时波的振幅最大,它按指数规律沿轮胎圆周衰减。

汽车理论第一章汽车的动力性.ppt

汽车理论第一章汽车的动力性.ppt
F Ff Fw Fi Fj
Ff 滾動阻力 Fw 空氣阻力 Fi 坡度阻力 Fj 加速阻力
(一)滚动阻力 由轮胎的迟滞变形和路面变形引起。 迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。
由平衡条件得 Fx1r Tf

Fx1
Tf r
Fz
a r
令 f a ,且考虑到
r
FZ 与 W 的 大 小 相 等 , 常 将Fx1写作
a)
b)
2)车尾越细长,空阻越小,当然要与车头的形状配 合好。但车尾过长,车内空间利用差。
曾设想过两种缩短车尾的方法:做成拟流线体(图a) 和在适当长处将流线体截断(图b)。结果表明:后者有 较低的空气阻力系数。
从降低CD的角度出发,轿车总的发展趋势是流线型, 实现的细节可见教材。
车身尺寸与风阻
除车身形状外,人们发现汽车基本设计尺寸与空气 阻力之间存在着一定的关系。当然,轿车的基本尺寸是 考虑人体尺寸模型及功能两方面因素而定的,不可能按 风阻-汽车尺寸来确定。但了解两者的关系可以使设计 者适当兼顾到这两方面的要求。
空气阻力的测量——风洞试验
S
rr 2 nw
对汽车作动力学分析时,应该用静力半径rs ;而作 运动学分析时,应该用滚动半径rr 。但一般情况下不计 它们之间的差别,统称车轮半径,即
rs rr r
(四)汽车的驱动力图
发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系 曲线Ft-ua称为汽车的驱动力图。发动机转速与来自车行驶速度之间的关系为ua
2 rn
igi0
60 1000
0.377
rn igi0
Ft
Te
n i0igt
r
n, i0 , ig
驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得的, 它是使用各挡位时在一定车速下的汽车能发出的驱动力 的极值。实际行驶中,发动机常在节气门部分开启的情 况下工作,相应的驱动力要比它小些。

汽车动力学

汽车动力学

气阻力也算出并画上,作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图,
并以此来确定汽车的动力性。
超速演示
汽车驱动力-行驶 阻力平衡图
表征不同车 速时驱动力和行驶 阻力之间的关系。
特征点:最高车速, 仅有滚动阻力和空 气阻力。
小于最高车 速时,汽车可用剩 余驱动力加速或爬 坡。
需等速行驶 时,发动机可工作 在部分负荷特性。
一、汽车行驶方程式
根据上面逐项分析的汽车行驶阻力,可以得到汽车
的行驶方程式为:Ft=Ff+Fw+Fi+Fj
或:
T i i tq g 0 T
Gf
CA D
u2 Gi m du
r
21.15 a
dt
为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡
关系,一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即
在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空
汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部
分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性
力,并以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽
车质量换算系数, 因而汽车加速时的阻力:
Fj
m
du dt
δ ——汽车旋转质量换算系数,(δ>1);
m ——汽车质量,单位为kg; du ——行驶加速度。 dt
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动
轮胎在硬路面上滚动 时,主要是轮胎变形。
轮胎在硬支承路面上受 径向力时的加载和减载曲线 不重合。其面积之差为能量 损失,由轮胎内摩擦产生弹 性迟滞损失。
迟滞损失表现为阻碍车 轮滚动的阻力偶。
2. 滚动阻力偶分析
▪ 车轮不滚动:地面对车轮的法向反作用力对称。
▪ 车轮滚动:处于前部d点的地面法向反力(CF)大于处 于恢复的后部d’点地面反力(DF),合力Fz前移距离a, 与法向载荷W不重合。

详解汽车档位.牵引力.行驶速度和发动机转速

详解汽车档位.牵引力.行驶速度和发动机转速

浅谈汽车档位.牵引力.行驶速度和发动机转速各类高中物理练习册在《机械能》一章中都要涉及到有关汽车功率、牵引力、行驶速度的问题,笔者查阅了有关资料并向汽车驾驶员请教后,就下列几个问题谈一些肤浅认识,望能起到抛砖引玉的作用。

一、汽车发动机发动机是一般汽车总体构造四大部分(发动机、底盘、车身和电气设备)的核心部分。

发动机是汽车的动力装置,其作用是将所供入的燃料燃烧,使热能转变为机械能而发出动力,并通过汽车的传动系统驱动汽车行驶。

发动机的技术指标主要有动力性指标(有效扭矩、有效功率、转速等)、经济性指标(燃油消耗率)以及运转性能指标(冷起动性能、噪声和排气品质等)。

下面谈谈与本文有关的技术指标。

(1)有效扭矩发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩,用Me表示,单位为N•m.发动机的扭矩是由于燃烧气体作用在活塞上的力通过连杆椎动曲柄而产生的。

(2)有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率,用Pe表示,单位为kW。

它是发动机克服了各部分摩擦阻力和驱动各种辅助装置(如水泵、机油泵等)所消耗的功率后所得到的净功率。

有效功率的计算公式为:(3)转速发动机的转速影响其结构形式与性能,提高发动机的转速可以使功率提高,但转速的提高受到许多条件的限制。

(4)燃油消耗率(比油耗)发动机要发出1KW有效功率,在1小时内所消耗的燃油质量(g),称燃油消耗率,用ge表示,单位为g/kW•h。

ge越小,经济性越好。

发动机的速度特性是指发动机的功率、扭矩和燃油消耗率随曲轴转速变化的规律。

当油门开到最大时,所得到的速度特性称为发动机外特性,如图1所示。

发动机外特性代表了发动机在使用中允许达到的最高性能,因此最为重要。

一般发动机的铭牌上标明的功率Pe,扭矩Me及其相应的转速n,最低燃油消耗率ge 等都是以外特性为依据的。

发动机功率的大小,均标明产生该功率时曲轴的相应转速。

如解放CA-10B型载重汽车,最大功率/转速为70千瓦/2800转/分,东风EQ-240型越野汽车最大功率/转速为99千瓦/3000转/分。

汽车说明书

汽车说明书

厂商提供的汽车说明书,是我们了解车辆性能的重要途径,它反映了汽车的基本性能和技术含量,读懂汽车说明书对选购汽车具有指导意义。

一般的汽车说明书含有下列内容:(1) 发动机的基本参数汽车发动机的基本参数主要包括发动机缸数、气缸的排列形式、气门数、排气量、最高输出功率和最大转矩。

①缸数——汽车发动机常用缸数有3 ,4、5,6、8 缸。

排量1 升以下的发动机常用3 缸,2.5 升以下一般为4 缸发动机,3 升左右的发动机一般为6 缸,4 升左右为8 缸,5.5 升以上用12 缸发动机。

一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高; 在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。

②气缸的排列形式——一般5 缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6 缸发动机也有直列方式排列的。

直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速转矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛; 缺点是功率较低。

直列6 缸的动平衡较好,振动相对较小。

大多6 到12 缸发动机采用V 形排列,v 形即气缸分两列错开角度布置,形体紧凑,v 形发动机长度和高度尺寸小布置起来非常方便。

V8 发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,而V12 发动机则过大过重,只有极个别的高级轿车采用。

③气门数——国产发动机大多采用每缸2 气门,即一个进气门,一个排气门; 国外轿车发动机普遍采用每缸4 气门结构,即2 个进气门,2 个排气门,提高了进、排气的效率; 国外有的公司开始采用每缸5 气门结构,即3 个进气门,2 个排气门,主要作用是加大进气量,使燃烧更加彻底。

气门数量并不是越多越好,5 气门确实可以提高进气效率,但其结构极其复杂,加工困难,采用较少,国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。

④排气量——气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。

汽车基本参数

汽车基本参数
离去角:车辆静载时,水平面与切于后轮轮胎外缘 的平面之间的最大夹角。
纵向通过角:车辆静载时,分别切于前后轮胎外缘 的两平面相交于车底下较低部位所夹的最小锐角。 为车辆可以超越的最大角度。
最小离地间隙:车辆支撑平面与车辆上中间区域内 最低点之间的距离
转弯直径:转向盘转到极限位置时,内外转向轮的 中心平面在车辆支撑承平面上的轨迹圆直径。
发动机的转矩和功率
Te:发动机的有效转矩,作用在活塞顶 部的缸体压力通过连杆,传给曲轴产生 转矩,并克服了摩擦、驱动附件等损耗 之后,从曲轴对外输出的净转矩。 Pe:有效功率
Pe=Te*n/9549 转矩是直接测出的,功率是算出的。
涡轮增压技术
利用涡轮增压机,对空气进行压缩,改善 进气条件。
大多数涡轮增压利用尾气排放作为动力。
VTEC
可变气门正时和升程电子控制系统,它 能随发动机转速、负荷、水温等运行参 数的变化,而适当地调整配气正时和气 门升程,使发动机在高、低速下均门正时系统:改变进气门开启 的时刻,达到连续调节气门正时的目的, 但不调节气门升程。
自动变速器
汽车自动变速器常见的有三种型式,分别 是液力自动变速器(简称AT)、机械无 级自动变速器(简称CVT)、电控机械 自动变速器(简称AMT)
CVT(Continuously Variable Tranmission) 金属带式无级传动
手自两用变速器:自动控制和手动控制一 体
TCS(ASR)
Traction Control System、 ASR牵引力控 制系统,or 循迹控制系统。ASR(AntiSlip Regulation) 在车辆起步或急加速时,驱动轮出现打 滑,TCS测到从动轮速度低于驱动轮时, 发出信号,调节点火时间、减小气门开 度、减小油门、降档或制动车轮,从而 使车轮不打滑。

发动机扭矩与功率的具体关系

发动机扭矩与功率的关系下面就和大家谈谈有关发动机“转矩”和“功率”的一些内容。

一、“扭矩”发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩,用Te表示,单位为N•m。

有效扭矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。

发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率,用Pe表示,单位为kW。

它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。

发动机的有效功率可以用台架试验方法测定,即用测功器测定有效转矩和曲轴角速度,然后运用以下的公式便可计算出发动机的有效功率。

Pe=Te•(2*Pi*n/60)/1000=Te•n/9550(kW)其中:Te——有效转矩,N•m n——发动机转速,r/min有效扭矩的最大值称为最大转矩,有效功率的最大值称为最大功率。

报刊上在介绍某一车型时,其技术参数中的扭矩和功率通常就是最大扭矩和最大功率。

而发动机铭牌上标明的功率及相应转速则称为额定功率和额定转速。

额定功率一般要小于最大功率,按照汽车发动机可靠性试验方法的规定,汽车发动机应能在额定工况下能连续运行300—1000h。

关于扭矩和功率的含义,通俗一点讲,扭矩好比百米赛跑选手在起跑点蹲撑,蓄势待发,准备冲向前那一刹那的冲劲;而功率就是维持这股劲可以越跑越快,一直跑到终点的能力。

增大发动机的排量,就能提高Te和Pe。

为了增大发动机排量,可增加气缸数(如3缸变4缸),或者增加单位气缸的容积(如增大气缸内径)。

二、正确理解发动机的“扭矩”和“功率”关系发动机的扭矩、功率与曲轴转速的变化规律可以通过发动机的台架试验来得到,试验时先保持发动机一定的节气门开度,用测功器对发动机曲轴施加一定数值的阻力矩。

当发动机运转稳定时,即阻力矩等于发动机发出的有效扭矩,这时可测得发动机转速n和有效扭矩Te,然后根据Pe与Te和n的关系即可求出有效功率Pe来。

用这种方法可以测得另一转速下的Te与Pe,如此重复多次,即可得到一定节气门开度下的Te、Pe和n的变化曲线------速度特性。

汽车牵引力和功率扭矩计算

(一)汽车-所需功率和扭矩:发动机功率:使汽车保持恒定速度所需的发动机功率可以计算为P=FT v/η(1)其中:P=发动机功率(W)FT=作用在汽车上的总力-滚动阻力、梯度阻力和空气动力学阻力(N)v=汽车速度(m/s)η=变速器的总效率,通常范围为0.85(低档)-0.9(直接驱动)对于加速的汽车来说,加速力必须加在总力上。

示例-汽车和所需发动机功率在空气动力学阻力为250 N、滚动阻力为400 N、总效率为0.85的情况下,以90 km/h的恒定速度在平坦表面上行驶的汽车所需的发动机功率可计算为:P=((250 N)+(400 N))(90 km/h)(1000 m/km)(1/3600 h/s)/0.85=19118瓦=19千瓦发动机扭矩或力矩可以计算电机扭矩与功率和转速的关系T=P/(2πnrps)=0.159 P /n rps=P/(2π(n rpm/60))=9.55 P /n rps其中:T=扭矩或力矩(Nm)n rps=发动机转速(转/秒,转/秒)n rpm=发动机转速(rpm,rev/min)示例-汽车和所需发动机力矩发动机以1500转/分的速度运转时,上面汽车中的电机所传递的力矩可以计算为T=9.55(19118瓦)/(1500转/分)=121Nm车轮作用力作用在汽车上的总力(1)等于驱动轮和路面之间的牵引力:Fw=F T其中:Fw=作用在驱动轮和路面之间的力(N)牵引力可以用发动机扭矩和速度以及车轮尺寸和速度来表示:Fw=F T=(Tη/r)(n rps/n w_rps)=(Tη/r)(n rps/n w_rps)=(2 Tη/d)(n rps/n w_rps)(3)r=车轮半径(m)d=车轮直径(m)n w_rps=车轮转速(转/秒,转/秒)n w_rpm=车轮转速(rpm,转/分钟)请注意,弯曲行驶会在车轮和路面之间的总作用力上增加向心力。

对于倾斜所需的功率,请检查“作用在倾斜平面上移动的物体上的力”末尾的轿厢示例。

传动比及车速以及扭矩关系

传动比与车速以及扭矩的关系首先,要尝试辨析这个话题,必须要对传动比、功率、扭矩、车速、转速有个概念才行〔下面阐述的理论和推导过程均隐含了忽略阻力和机械效率为1这个理想状态条件,所用单位为国际单位〕。

传动比定义为主动轮转速与从动轮转速之比。

在汽车上,总传动比等于发动机转速/驱动轮转速,也等于驱动轮扭矩/发动机扭矩,更等于变速箱传动比*主减速器传动比〔俗称终传比〕。

功率,单位时间的做功值。

汽车发动机功率等于发动机扭矩*发动机转速/9550,根据上述传动比的变换,亦可以等于驱动轮扭矩*驱动轮的转速。

扭矩,物理学讲解为力矩,等于力*力臂〔由于力与加速度成正比,所以扭矩与角加速度成正比〕,是一个衡量物体转动角加速度大小的参数。

车速,即是汽车的行驶速度。

转速分两种,一为发动机转速,二为驱动轮转速。

两者之商为总传动比,前提是驱动轮在附着良好的路面上行驶,无打滑或抱死现象。

驱动轮转速与车速的换算关系为:车速=驱动轮转速*60*2π*驱动轮半径/1000。

相信不少读者都会被那些烦躁的公式搞到头晕,不用急,理解的过程又怎能缺少例子呢?下面小编就编个例子让大家试着了解。

话说有A、B两辆车,除了发动机参数不同之外,其余都一样,其中驱动轮半径均为0.5m。

两车的扭矩曲线如下:图:A车的扭矩曲线,6000转断油,峰值扭矩与峰值功率均在3000转处出现。

峰值扭矩值为300牛米,峰值功率为90Kw图:B车的扭矩曲线,6000转断油,峰值扭矩覆盖整个转速围,为150牛米;峰值功率在6000转处出现,为90Kw图:两车变速箱和终传比参数由上图可以看出两车各挡位的总传动比分别为20、15、10、5、2.5〔in*i终〕,车速方面在绝对理想的情况下,以一挡为例:根据公式车速=驱动轮转速*60*2π*驱动轮半径/1000,再代入驱动轮转速=发动机转速/总传动比,可以得到车速=〔6000/30〕*60*2π*0.5/1000,约为56Km/h。

电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式

电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式在电机的世界里,转矩、功率和转速是三个至关重要的概念。

它们之间存在着紧密的关系,并且通过特定的计算公式相互关联。

理解这些关系和公式,对于正确选择和使用电机,以及优化电机驱动系统的性能具有重要意义。

首先,让我们来分别了解一下转矩、功率和转速的基本概念。

转矩,简单来说,就是使物体发生转动的力矩。

想象一下,你用扳手拧螺丝,施加在扳手上的力乘以力臂的长度就是转矩。

在电机中,转矩是电机输出的扭矩,它决定了电机能够带动负载的能力。

转矩越大,电机能够克服的阻力就越大,能够带动的负载也就越重。

功率,则是表示做功快慢的物理量。

在电机中,功率是电机在单位时间内所做的功。

功率越大,电机在相同时间内能够做的功就越多,也就意味着它能够更快地完成工作。

转速,指的是电机轴每分钟旋转的圈数。

转速越高,电机轴转动的速度就越快。

那么,电机的转矩、功率和转速之间到底有什么样的关系呢?从物理原理上讲,功率等于转矩乘以转速。

这是一个非常重要的关系式,它反映了这三个参数之间的内在联系。

如果我们用公式来表示,就是:P =T × ω其中,P 表示功率,T 表示转矩,ω 表示角速度。

由于转速通常用 n 表示(单位为转/分钟,r/min),而角速度ω =2πn/60(单位为弧度/秒,rad/s),所以这个公式也可以写成:P =T × 2πn/60进一步化简可得:T = 60P /(2πn)通过这个公式,我们可以看出,如果电机的功率一定,转速越高,转矩就越小;反之,转速越低,转矩就越大。

这就好比一辆汽车,在低速档时,转矩大,可以爬坡;而在高速档时,转速高,但转矩相对较小。

在实际应用中,我们经常需要根据已知的参数来计算其他未知的参数。

下面我们来看看具体的计算公式。

如果已知电机的功率 P 和转速 n,要计算转矩 T,可以使用上面提到的公式:T = 60P /(2πn)例如,一台电机的功率为 10kW,转速为 1500r/min,那么它的转矩为:T = 60 × 10000 /(2 × 314 × 1500) ≈ 63694 N·m如果已知电机的转矩 T 和转速 n,要计算功率 P,可以将上述公式变形为:P =T × 2πn / 60比如,一台电机的转矩为 500N·m,转速为 1000r/min,那么它的功率为:P = 500 × 2 × 314 × 1000 /60 ≈ 523333 W = 523kW需要注意的是,在实际计算中,要根据具体的单位进行换算,确保单位的一致性,才能得到正确的结果。

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汽车发动机功率、转矩和车速详解
一、发动机功率
功率是什么?初中物理课本中就有定义:单位时间内所做的功。

可见功率与时间有关,或者说它与做功的速度有关,是衡量做功能力的一个指标。

如果一辆汽车的功率越大,说明这款车做功的能力可能越强。

从它的计算公式中也能看出些所以然来:功率=转矩×转速。

从上可看出,功率和转矩、转速成正比。

也就是说,这两者不论谁增大或减小,都会使功率增强或减弱。

因此,当在低转速时,转矩的大小就非常重要,它直接影响汽车做功的能力,所以,我们都强调汽车在较低转速时的转矩特性,“低转速大转矩”的车其起步能力才会强。

和转矩一样,功率也是个变化的量,不同转速状态下它的功率输出是不一样的,因此在谈到汽车的最大功率时,也一定要注明是在什么转速。

最大功率时的转速与最大转矩时的转速一般都不一样。

一般来讲,前者往往比后者要高不少。

既然功率与转速成正比,为何功率到一定转速时就会下降,为何不能随转速升高而一直升高呢?这主要原因是转矩到一定转速时就会下降。

那么,为什么转矩到一定转速时就会下降?那是因为随着发动机转速的增高,一些机械
部件的运动达到极限,它承受不了快速的运动和摩擦,反而会使其输出的转矩随着转速的增高而下降。

但此时由于转速还在上升,因此功率不会马上下降,而是要再上升一段后才会降下来。

因此,一般来讲最大功率的转速一般都在6000转/分左右,而最大转矩转速只为4000转/分左右(增压发动机除外)。

和最大转矩一样,在谈到最大功率时一定要说是在什么转速,这样才会有意义,至少谈到汽车是这样。

如果只说这车的最大功率为200千瓦,那么你很难看出它的动力特性,因为这可能是一辆保时捷跑车,但也可能是一辆大货车的最大功率指标。

二、功率的单位
功率的单位和转矩一样也有多种,除了千瓦外,还有马力,并且有ps、hp、bhp三种“马力”。

ps是公制马力,来自德文Pferde-Strke,意即马的力气。

1马力(ps)的衡量标准是指“1秒内把75千克的重物提升1米”。

hp或bhp,分别来自Horse Power和Braking HorsePower,分别意为“马的力气”和“制动
时马的力气”。

其中hp是英制马力,它和bhp差不多,只是它们的测量方法不同,后者是用制动器(现称测功机)方法测出来的,因此又称“制动功率”。

到底世界上为什么会有英制与公制马力的分别,就好像为什么有的汽车是右驾,有的却是左驾一样,是人类永远难以协调的差异点。

若以大家比较熟悉的几个测试标准来看,德国的DIN、欧洲EEC、日本的JIS,都是以公制马力(ps)为功率单位,而美国SAE使用的是英制马力(hp)为功率单位。

其实,虽然三种马力之间有差别,但差别并不太大。

近年来,越来越多的原厂数据已改为绝对无争议的千瓦作为发动机输出的功率数值。

但是,由于发动机的功率是测出来的,不是算出来的,因此,如果测量方法不一样,那么测出来的功率值就会有差别。

或者说,不同测试方法测出的功率值是不完全一样的,即使标注相同的功率单位。

现在世界上的测功方法主要有四种,欧制(EEC)、德制(DIN)、美制(SAE)和日制(JIS)。

它们之间不仅测功方法不完全一样,而且相互之间不能换算。

就是说,如果一辆德国车,一辆美国车,一辆日本车,如果它们的最大功率都标明为100千瓦,那么实际上它们的最大功率并不相等。

大致上,EEC >DIN > SAE > JIS。

因此,当同一台发动机用四种方式测量它的最大功率时,以日制(JIS)测得的数据最大。

当然,这个差别是极有限的,因此现在一般也不特别注明是什么制测得的功率值。

三、发动机最大扭矩
功率和转矩都是表示发动机动力强弱的参数,为什么要有两个参数,而不只用一个?因为不论功率或转矩,都不能完全表示出一台发动机的动力性能来,或者说如果你只用一个,如常常只用功率,来说明一台发动机的动力如何强大,那么不是外行不懂,就是故意误导他人。

转矩是什么?别怕,看似挺专业的词汇,其实简单。

从它的常用单位“N•m”(牛•米)、“kgf •m”(千克力•米)分析,就很容易明白它的含义。

用一根1米长
的扳手去扭动一个螺母,如果你用1牛顿或1千克力的手力量去扭动,那么施加在螺母上的转矩就是“1牛•米”或“1千克力•米”。

当然这里有个前提,就是忽略了扳手本身的重量,专业上称之为零质量。

如果扳手长度增加1米,则施加在螺母上的转矩便会增加到“2牛•米”或“2千克力•米”。

同理,如果增加手力量,也会增加转矩。

可以看出,转矩就是一个衡量“转劲”大小的标准。

如果一台发动机的转矩较大,说明它输出的“转劲”也较大。

因此,像拖拉机、重型载货车、越野型SUV等,它们的发动机都拥有较大的转矩指标,以便它们的车轮拥有更大的“转劲”,可以在牵引重物、爬坡时拥有较足的力量。

即使相同的发动机,如果分别配备在跑车和SUV上,往往也会将配备在SUV上的发动机的最大转矩调大些。

如同样使用宝马的3.0升发动机,用在Z4上的最大转矩为300牛•米,而用在X5和X3上的则调高到315牛•米。

发动机的转矩是如何产生的?刚才说的“扳手”和“手力量”在哪呢?
了解发动机原理后便会知道,汽车的动力全部来自于气缸内部的燃料燃烧爆炸,这种爆炸产生的力量就相当于扭动扳手的“手力量”,它最先通过连杆传向曲轴臂,然后扭动曲轴转动,再经过变速器和一系列的传动机构,最终驱动车轮转动。

其中的连杆和曲轴臂就相当于“扳手”,这个“扳手”越长,或者说气缸的行程越长,其输出的转矩就越大。

因此,要想拥有较大的转矩输出,其气缸的行程要设计得较长些,如载货车等需要较大转矩,它们的发动机的行程都比较长。

但是,任何事情都是有一利必然有一弊,加长气缸的行程虽然可以使转矩加大,但同时它运行的频率也相对减小了。

就好像你迈大步走路,虽然“一步一个脚印”很有力量,但你的步伐次数就会少;反之,如果小碎步前进,虽然不够脚踏实地,但你迈的步子次数就会多。

综上所述,偏重追求力量的车辆,如载货车发动机等,其发动机
的气缸行程都较长;反之,追求较高车速的汽车,如跑车发动机等,它的发动机都会采取短行程设计,以便拥有较高的发动机转速和车速。

发动机的转矩是个随发动机转速变化而不断变化的值,只要你的发动机转速有变化,或者说只要你松加速踏板或踩加速踏板,它的转矩输出值都会变化(增压发动机除外)。

而我们常说的发动机转矩指标值,则是指它能达到的最大转矩值,而且如果不是涡轮增压发动机,那么这个最大转矩值往往只是一瞬间的事,只在某个转速值时才会达到。

因此,如果只用最大转矩值来表示发动机的“转劲”,并不科学和完整,一定要看它的转矩性能曲线,或者说看它在各种转速时的转矩输出情况。

如在低转速、中转速和高转速时的转矩输出是否理想。

尤其是在低速时,如果转矩输出较小,那么它就不会有较佳的起步性能;如果在中转速时转矩输出较小,便不会拥有较佳的加速性能,你超车时可能就会费点劲。

涡轮增压的最大好处就是,它能在一个相当宽广的转速区间内,如明锐的1.8TSI发动机,在1500-4200转/分区间内,都能保持发动机拥有最大转矩输出。

而其他车型的1.8升发动机,如福克斯1.8、凯越1.8等,则只能在4000转/分或4400转/分时,才能达到最大转矩输出,而在此前任何转速时,它的转矩输出都会较小。

而且过了这个转速,其转矩输出也会下降。

汽车最有劲的时刻,就是其达到最大转矩输出的时刻,这时候进行换档最顺畅,最容易切入新档位。

因此,赛车上离不开发动机转速表,以便让车手掌握换档的最佳时机,通过观看转速表可以让发动机“不丢转”,在换档时踩离合器踏板的同时另一脚还踩加速踏板,其目的就是使发动机一直处于较大转矩输出状态,以便变速器能以最快的速度切入新档,从而提高换档速度。

四、最高车速
有些车主可能有时候会质疑厂家给出的最高车速数值为什么会有些保守,例如自己的车明明可以跑到200km/h厂家的官方数据却标明最高时速为180km/h。

实际上,车辆的最高速度值是有一定要求的,最高车速指在无风条件下,在水平、良好的沥青或水泥路面上,汽车所能达到的最大行驶速度。

根据国家规定,以1.6公里长的试验路段的最后500米作为最高车速的测试区,共往返四次,取平均值。

这个速度值并不是车辆在实际使用中能达到的最大速度值,而是指发动机在最佳状态所发挥的理论数值。

但为了驾驶安全,多数车型都设定了电子限速,大约在250Km/h左右。

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