功率和扭矩:
其實(shí)所謂的“扭力”在物理學(xué)上應(yīng)稱為“扭矩”,，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通常用磅尺(lb-ft),，或牛頓米(N-m)表示。而馬力則是功率的常用單位,。為統(tǒng)一和對(duì)稱起見(jiàn),，正式講應(yīng)該說(shuō)“功率和扭矩”。

許多朋友并不了解引擎輸出的動(dòng)力到底如何轉(zhuǎn)化成推動(dòng)汽車行進(jìn)的力量,。大家在平時(shí)交流中和在網(wǎng)上常常聽(tīng)到一些不準(zhǔn)確,，不科學(xué)，甚至是錯(cuò)誤的觀點(diǎn),。比如“起步靠扭力,，加 速靠馬力”，“加速靠扭力,，極速靠馬力”,，“這款車發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速扭力大，拖車載重好,！”,。其實(shí)這些都是片面的錯(cuò)誤的解釋。甚至在本壇的精華區(qū),，也有對(duì)馬力和扭力理解完全錯(cuò)誤的帖子,。

老解放’90 馬力，為什么不能把 Camry 或 Accord 里一百多馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)裝到解放里去,？
對(duì)于馬力,、扭力和加速能力的討論有過(guò)多次。感謝這個(gè)汽車論壇,，給了我們大家一個(gè)園地可以互相討論,，交換意見(jiàn)。辯論是一個(gè)好事情,，我也是在辯論過(guò)程中逐步加深了對(duì)于功率和扭矩的理解的,。不過(guò)有時(shí)候辯論的時(shí)候不容易保持冷靜，思路也往往被別人牽著走,，容易鉆牛角尖,。我本人不久前在一個(gè)晚上多喝了兩杯，在和飛翔版主辯論時(shí),，說(shuō)著說(shuō)著全部搞反了,，竟然認(rèn)為掛高檔時(shí)車輪加速更快，很是自以為是，辯了半天,，忽然覺(jué)悟了,。汗顏啊,！

車壇里一位大俠(呵呵,，是望興園住戶）說(shuō)得好：菜鳥(niǎo)只知道馬力；半吊子知道了扭矩,，常拿來(lái)說(shuō)事,；真正搞懂了，才知道功率才是提高汽車加速和載重性能的最終決定因素,。

對(duì)于加速能力與極速而言,，到底是扭力與馬力到底何者更重要？我準(zhǔn)備在這個(gè)系列里,，詳細(xì)地說(shuō)明我對(duì)馬力和扭力的理解,。力爭(zhēng)給大家一個(gè)有關(guān)馬力和扭力圓滿的解答。
我們知道,，當(dāng)物體受力的作用,，而且在力的方向上通過(guò)了一段距離，我們說(shuō)力對(duì)物體"做功"了,。用公式表示為：

功 = 力 x 距離,； W = FS

功率則定義為單位時(shí)間內(nèi)所作的功，即： 功率 = 功 / 時(shí)間,； P = W / t

功率用速度表示,，則有： 功率 = 功 / 時(shí)間 = 力 x 距離 / 時(shí)間 = 力 x 速度；P = F v

這就是我們的基本公式：

基本公式： ◆◆◆◆ 功率 = 力 x 速度; P = F v ◆◆◆◆


扭矩的定義：“垂直方向的力乘上與旋轉(zhuǎn)中心的距離”,，實(shí)際上就是切向力乘以半徑,，即：

扭矩 = 力 x 半徑； T = F r

在正式的物理公式中,，轉(zhuǎn)速實(shí)際上是用角速度來(lái)表示的,，即：

轉(zhuǎn)速(弧度/秒) = 2 Pi x 轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)

將以上代入基本公式，

功率 = 力 x 速度 = 力 x 線速度 = (扭矩/半徑) x 線速度 = 扭矩 x 線速度 / 半徑
= 扭矩 x 2Pi x 半徑 x 轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒) / 半徑 = 扭矩 x 轉(zhuǎn)速(弧度/秒)

這就導(dǎo)出了我們的金科玉律的公式：

金科玉律的公式： ●●●● 功率 = 扭矩 x 轉(zhuǎn)速 ●●●●

如果我們使用常用的單位,，功率用馬力,，扭矩用(磅-尺)，轉(zhuǎn)速用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù),，換算一下：

馬力(英制)定義為： 1 hp = 550 lb-ft/s

功率(hp ) = 扭矩(lb-ft) x 轉(zhuǎn)速(rpm) * m/60s * 2 * Pi * 1/550lb-ft/s
= 扭矩(lb-ft) x 轉(zhuǎn)速(rpm) / 5252 (m: minute; s: second; Pi=3.1416)


得出實(shí)用的金科玉律的公式：

金科玉律的公式: ●●●● 功率(hp) = 扭矩(lb-ft) x 轉(zhuǎn)速(rpm) / 5252 ●●●●


請(qǐng)大家記住這兩個(gè)公式：基本公式和金科玉律的公式,。還要記住扭矩的定義。它們是我們以下討論問(wèn)題的基礎(chǔ),。

功率和扭矩（2）讓我們?cè)僮屑?xì)端詳一下上次講過(guò)的兩個(gè)公式,。
基本公式： ◆◆◆◆ 功率 = 力 x 速度 ◆◆◆◆金科玉律： ●●●● 功率=扭矩 x 轉(zhuǎn)速 ●●●●
你看到了什么,？我，看到了簡(jiǎn)潔,，簡(jiǎn)潔就是美,。我，還看到了對(duì)稱,，對(duì)稱也是美,。
這兩個(gè)公式，一個(gè)說(shuō)的是直線運(yùn)動(dòng)做功的情形,，另一個(gè)講的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)做功的情形。二者多么相象,！
直線運(yùn)動(dòng)的功率,，是力與速度的乘積；換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，則功率是扭矩和轉(zhuǎn)速的乘積,。可以這樣說(shuō),，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的扭矩,，相當(dāng)于直線運(yùn)動(dòng)的力；而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速,，則相當(dāng)于直線運(yùn)動(dòng)的速度,。
金科玉律的公式是由基本公式直接推出的。因?yàn)?
力 x 力臂 = 扭矩,； 這里力臂就是半徑,。轉(zhuǎn)速 x 半徑 = 速度； 這里轉(zhuǎn)速是角速度,，速度是線速度,。
而這金科玉律的公式，把馬力和扭力聯(lián)系起來(lái)了,，它看似非常簡(jiǎn)單,，但很少有人真正能透徹理解。
首先,，這是一個(gè)普遍適用的公式,。就像“功率=力x速度”這個(gè)公式的普適性一樣，凡是轉(zhuǎn)動(dòng)做功的情形,，都適用這個(gè)公式,。在汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中，所有的轉(zhuǎn)軸,，齒輪,，驅(qū)動(dòng)輪,，都可以用這個(gè)公式計(jì)算功率和扭矩。而且,，不管是轉(zhuǎn)得快還是轉(zhuǎn)得慢,，扭力大還是扭力小，這個(gè)公式都管用,。
其次,，它適用于同一個(gè)轉(zhuǎn)軸，是用來(lái)計(jì)算同一轉(zhuǎn)軸上的馬力和扭力的,。換句話說(shuō),，你不能把這個(gè)轉(zhuǎn)軸上的扭力，拿到另一個(gè)輪子上去說(shuō)事,。有人說(shuō)了,，這不是廢話嗎？很遺憾,，不少人就是這樣做的,，只是自己沒(méi)有意識(shí)到罷了。
不多說(shuō),，請(qǐng)牢記我們金科玉律的公式,。
功率和扭矩（3）顧名思義，變速箱是用來(lái)變速的,。它是汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中處于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的一個(gè)齒輪箱,，可以改變輸出軸和輸入軸之間的轉(zhuǎn)速比。
變速箱在變換轉(zhuǎn)速的同時(shí),，還變了什么,？我們來(lái)分析一下。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),，先看兩個(gè)齒輪的情形,。而且忽略兩齒輪之間的摩擦，也就是忽略傳動(dòng)的損耗,。

 

 

功率和扭矩（4）從這一講開(kāi)始,，我們開(kāi)始談發(fā)動(dòng)機(jī)了。請(qǐng)留心,，我要還是要圍繞金科玉律,，并且要檢查大家是否真正透徹理解了。
先看一款發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率和扭矩曲線,。這是GM用在2008年Chevrolet Impala上的3.5L V6發(fā)動(dòng)機(jī)的特性圖,。




圖中虛線是原來(lái)的，紅線是改進(jìn)了的,。這樣的改進(jìn)是不是很好??？


看好了才回答。


想好了才回答,。


別急,，再仔細(xì)想想才回答。


如果你的回答是Yes或者No,，那么我就只好一聲嘆息了,。你忘了我們金科玉律的公式！假如我是物理教師,，那么我很遺憾地通知你,，你面臨著不及格的危險(xiǎn)。我一步一步地推導(dǎo)出金科玉律的公式,，又苦口婆心地再談了一次,，告訴大家這是一個(gè)普遍適用的公式。而且,，我已經(jīng)把理論精簡(jiǎn)到只有這么一個(gè)最重要的公式，所有的討論都圍繞著這個(gè)公式,，可你還是沒(méi)有往心里去,。請(qǐng)復(fù)習(xí)以前的舊貼，然后再回來(lái),。

這個(gè)圖違反了我們金科玉律的公式,！要知道，扭矩提升了,，同樣轉(zhuǎn)速下的馬力必然跟著提高,。圖中，低轉(zhuǎn)速下馬力的曲線也必須向上調(diào)整,。換句話說(shuō),，功率和扭矩不能隨意獨(dú)立變化。


再看回這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲線,，我們找?guī)讉€(gè)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證一下,。



金科玉律的公式： 功率(hp)=扭矩(lb-ft) x 轉(zhuǎn)速(rpm) / 5252

最大扭矩 214 lb-ft @ 4000 rpm，用公式算出：163 hp ,。和馬力曲線吻合,。
最大馬力 211 hp @ 5800 rpm，用公式算出：191 lb-ft ,。和扭矩曲線吻合,。

需要注意的是，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲線是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大馬力和扭力曲線,。實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況可能是這個(gè)曲線下面的某一點(diǎn),。舉個(gè)極端的例子,，你踩下離合器，適當(dāng)給油,，維持發(fā)動(dòng)機(jī)到4000轉(zhuǎn),，這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)不做功，馬力為零,，扭力也為零,。

我們可以隨便找?guī)讉€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線驗(yàn)證一下，看馬力和扭力是否符合這個(gè)關(guān)系,。如果不符合,，那一定是曲線錯(cuò)了，我們有這個(gè)自信,！

功率和扭矩（7）在上一節(jié)，我們推導(dǎo)出計(jì)算驅(qū)動(dòng)力的公式：驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 總速比 / 驅(qū)動(dòng)輪半徑,， 并據(jù)此公式計(jì)算出了Corvette Z06在第三檔,，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速正好在4800rpm下所能獲得的最大驅(qū)動(dòng)力是1963.66lb。
從這個(gè)公式,，很容易直觀地認(rèn)為驅(qū)動(dòng)力和扭矩成正比,，進(jìn)而認(rèn)為只要讓扭矩取最大，就可以獲得最大的驅(qū)動(dòng)力,。然而這個(gè)推論只有在速比固定的情況下成立,，在實(shí)際情況下，速比在一定范圍之內(nèi)是可以變化的,。
讓我們?cè)倏匆粋€(gè)實(shí)際的例子吧。和上一節(jié)一樣,，我適當(dāng)簡(jiǎn)化計(jì)算的中間環(huán)節(jié),，直接給出答案。
還用2008年Chevrolet Corvette頂級(jí)版Z06為例,。其7.0升LS7發(fā)動(dòng)機(jī)可在4800rpm下發(fā)出470lb-ft的最大扭矩,，在6300rpm下可以發(fā)出505hp的最大功率。實(shí)際曲線如下：



此車配備的Tremec TR6060 MM6變速箱齒輪比如下：
一檔：2.664
二檔：1.783
三檔：1.302
四檔：1.000
五檔：0.741
六檔：0.502

主減速器齒輪比：3.420

此車配備的輪胎規(guī)格是275/35R18,。由輪胎尺寸可算出其半徑為1.06578ft,。

讓我們來(lái)看看馬力和扭力的對(duì)決吧！

角色一：扭力牛,。觀點(diǎn)：扭力就是牛,！只要發(fā)動(dòng)機(jī)扭力最大,，就可以獲得最大的驅(qū)動(dòng)力。
角色二：馬力金,。觀點(diǎn)：馬力是金,！只要發(fā)動(dòng)機(jī)馬力最大，就可以獲得最大的驅(qū)動(dòng)力,。

裁判：PK開(kāi)始,。Z06開(kāi)在路上，速度為82.03mph,，這時(shí)駕駛員突然發(fā)瘋,，需要死命加速。
觀眾：納悶,，為啥偏選這么一個(gè)前不著村,，后不著店的速度？

扭力牛：掛三檔試試,。
82.03mph這么一換算,，就是驅(qū)動(dòng)輪上的1078.0rpm，再乘上變速箱齒輪比1.302和終齒比3.420,，得到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4800rpm,。夷，不多不少正好是發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭力時(shí)的轉(zhuǎn)速,。這裁判原來(lái)是自己人,。最后算得
驅(qū)動(dòng)力= 470 x 1.302 x 3.420 / 1.06578 = 1964 lb

馬力金：我降一檔，掛二檔,。驅(qū)動(dòng)輪上的1078.0rpm,，再乘上變速箱齒輪比1.783和終齒比3.420，得到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6573rpm,。查發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線,，得到在此轉(zhuǎn)速下的最大扭矩是400lb-ft。再算得
驅(qū)動(dòng)力= 400 x 1.783 x 3.420 / 1.06578 = 2289 lb

裁判：我靠,，給了老牛機(jī)會(huì),，還是不頂用。

大家看到了吧,？即便我們給了扭力牛最好的條件,，讓發(fā)動(dòng)機(jī)正好運(yùn)轉(zhuǎn)在最大扭矩的轉(zhuǎn)速上，但是驅(qū)動(dòng)力仍然不及降一檔時(shí)的,。如果我們用“低轉(zhuǎn)速,，大扭力”的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)計(jì)算，那扭力牛會(huì)輸?shù)酶鼞K。比如這一款發(fā)動(dòng)機(jī)的曲線：



這和我們的經(jīng)驗(yàn)相吻合,。開(kāi)手檔車的在超車時(shí)要降檔,，開(kāi)自動(dòng)檔車時(shí)很踩油門發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，就是這個(gè)道理,。

最大驅(qū)動(dòng)力不產(chǎn)生在發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭拒的轉(zhuǎn)速上,，這又是為什么呢？讓我們?cè)購(gòu)墓嚼飳ふ掖鸢浮?br>
驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 總速比 / 驅(qū)動(dòng)輪半徑
驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速/驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 / 驅(qū)動(dòng)輪半徑
驅(qū)動(dòng)力 = (發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速) / (驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 x 驅(qū)動(dòng)輪半徑)

看到了嗎,？金科玉律的公式 ●● 功率 = 扭矩 x 轉(zhuǎn)速 ●●又回來(lái)了,！而 速度=轉(zhuǎn)速x半徑也用上了。

驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率/速度

看,，我們饒了一個(gè)大圈子,，又回到了我們的基本公式： 功率 = 力x速度。

本來(lái)嘛,，傳動(dòng)系統(tǒng)又不能變換功率,，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，就等于驅(qū)動(dòng)輪的功率,，就是驅(qū)動(dòng)輪上的力作功的功率,。注意，我們討論時(shí),，忽略傳動(dòng)系統(tǒng)的功率損失,。

所以說(shuō)，要想獲得最大的驅(qū)動(dòng)力,，只要設(shè)法讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率的條件下就行了,。這個(gè)“設(shè)法”主要就是換檔。正確換檔,，利用發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率,。

注意，這個(gè)公式里,，根本沒(méi)有扭矩什么事,。就是說(shuō)，最大驅(qū)動(dòng)力取決于引擎的馬力,，和引擎的最大扭矩?zé)o關(guān),。而驅(qū)動(dòng)力決定了汽車的性能。所以我們的結(jié)論是：


起步靠馬力,！
加速靠馬力！
超車靠馬力,！
極速靠馬力,！
拖車靠馬力！

有了馬力，就有了一切,。馬力是金,。

馬力金，金馬力,。

怎么是金馬力,？

功率和扭矩（8）上次我們得出結(jié)論，要想獲得最大的驅(qū)動(dòng)力,，只要設(shè)法讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率的條件下,。這是由正確換檔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
計(jì)算驅(qū)動(dòng)力的公式：
驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 變速箱速比 x 主減速器速比 / 驅(qū)動(dòng)輪半徑
讓我們?cè)倏匆粋€(gè)實(shí)際的例子在不同速度下如何獲得最大的驅(qū)動(dòng)力吧,。這次需要多次的計(jì)算,。和上一節(jié)一樣，我適當(dāng)簡(jiǎn)化計(jì)算的中間環(huán)節(jié),，直接給出答案并列表,。
這次我們用2008年Cadillac CTS基本版為例。其3.6升V6發(fā)動(dòng)機(jī)可在3100rpm下發(fā)出253lb-ft的最大扭矩,，在6400rpm下可以發(fā)出263hp的最大功率,。實(shí)際曲線如下：



此車配備的Aisin AY6 (MV7)變速箱齒輪比如下：
一檔：4.155
二檔：2.513
三檔：1.691
四檔：1.271
五檔：1.000
六檔：0.752

主減速器齒輪比：3.420

此車配備的輪胎規(guī)格是235/55R17。由輪胎尺寸可算出其半徑為1.1324ft,。

計(jì)算過(guò)程是這樣的,。先由車速換算成驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，再乘上變速箱齒輪比和主減速器齒輪比3.420,，得到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,。

查發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線找到對(duì)應(yīng)的扭矩，然后成乘上變速箱齒輪比和主減速器齒輪比3.420,，得到驅(qū)動(dòng)輪的扭矩,，再除以驅(qū)動(dòng)輪半徑，最后得到驅(qū)動(dòng)力,。

也可以查發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線找到對(duì)應(yīng)的馬力,，再除以車速，經(jīng)單位換算,，得到驅(qū)動(dòng)力,。

兩個(gè)方法得到的結(jié)果是一致的。

最后的計(jì)算結(jié)果,，列表如下,。


不同車速，不同檔位的驅(qū)動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速



表中數(shù)值是 驅(qū)動(dòng)力(lb)@發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)

比如看60mph,，在二檔上轉(zhuǎn)速是6400rpm(發(fā)動(dòng)機(jī)馬力峰值點(diǎn)),，達(dá)到最大驅(qū)動(dòng)力1700lb,。此時(shí)若掛三檔，轉(zhuǎn)速是4300rpm,，驅(qū)動(dòng)力降為1300lb,；此時(shí)若掛四檔，轉(zhuǎn)速是3200rpm(發(fā)動(dòng)機(jī)扭力峰值點(diǎn)),，驅(qū)動(dòng)力只有1000lb,；若掛五檔，轉(zhuǎn)速是2500rpm,，驅(qū)動(dòng)力再降到700lb,；此時(shí)若掛六檔，轉(zhuǎn)速是1900rpm,，驅(qū)動(dòng)力只有500lb,。

其中黑體字是給定車速下最大驅(qū)動(dòng)力和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？纯词遣皇菍?duì)每一個(gè)車速發(fā)動(dòng)機(jī)都是運(yùn)行在可能的最高轉(zhuǎn)速上,？也就是說(shuō)盡可能地讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在最高馬力的轉(zhuǎn)速上？

如果你盡可能地使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在最大扭矩的3100rpm下,，看看驅(qū)動(dòng)力會(huì)差多少,？

我在這里計(jì)算了每隔10mph的情形。你如果仍然不相信,，可以每隔5mph甚至1mph算一下,，結(jié)論一定是一樣的。

比較A和B,，如果在任何速度下A的驅(qū)動(dòng)力總是大于或等于B的,，是不是可以得出A加速快，0-60需時(shí)更少的結(jié)論,？

所以說(shuō),，要想獲得最大的驅(qū)動(dòng)力，只要正確換檔讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率的條件下就行了,。因此我們可以說(shuō)最大驅(qū)動(dòng)力取決于引擎的馬力,，和引擎的最大扭矩?zé)o關(guān)。

大家發(fā)現(xiàn)沒(méi)有,，在10mph和20mph的兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)上,，發(fā)動(dòng)機(jī)只有1800rpm和3500rpm的轉(zhuǎn)速，離最大馬力的轉(zhuǎn)速較遠(yuǎn),。為什么不在第一檔之下再設(shè)一個(gè)速比更高的檔位,，讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得更高速一點(diǎn)，這樣在20mph左右和更低的車速時(shí)就可以獲得更高的驅(qū)動(dòng)力,？理論上講是這樣的,，但是看看一檔的驅(qū)動(dòng)力,，已經(jīng)有3000lb了。這樣大的驅(qū)動(dòng)力,，對(duì)自重3861lb的CTS來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠大了，踩死油門輪胎不打滑空轉(zhuǎn)就已經(jīng)不錯(cuò)了,。

最后提一句,，提高主減速器速比或者減小驅(qū)動(dòng)輪半徑，可以提高驅(qū)動(dòng)力,，體現(xiàn)在第一檔上,。對(duì)于大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，輪胎已經(jīng)打滑了,，所以沒(méi)有這個(gè)必要,。對(duì)於小馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，效果還是明顯的,。

由公式 驅(qū)動(dòng)力 = 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 x 變速箱速比 x 主減速器速比 / 驅(qū)動(dòng)輪半徑 是可以得出這個(gè)結(jié)論的,。

這就是大家常見(jiàn)Civic換小輪子而看不見(jiàn)Corvette換小輪子的原因。

功率和扭矩（9）我們已經(jīng)得出結(jié)論,，最大驅(qū)動(dòng)力取決于引擎的馬力,，和引擎的最大扭矩?zé)o關(guān)。而要想獲得最大的驅(qū)動(dòng)力,，只要換檔讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最接近最大功率的條件下就可以了,。變速箱的檔位越多，越容易滿足這個(gè)要求,。從理論上講,，可以連續(xù)變換速比的CVT可以使得這個(gè)要求完全滿足。
話說(shuō)回來(lái),，大家還記得我在一開(kāi)始提出過(guò)的問(wèn)題嗎,？‘解放’牌卡車只有90 馬力，載重四噸,，掛個(gè)拖車,，還能拉四噸。現(xiàn)在隨便拿一輛轎車來(lái),，象Corolla那樣大家認(rèn)為很‘面’的轎車都有一百多馬力,。直覺(jué)告訴我們，Corolla的發(fā)動(dòng)機(jī)放在‘解放’牌卡車上,，即使有合適的變速箱,，一定是不行的。再舉一個(gè)例子,，看這輛自卸卡車,，1996 Mack CL713,，



可以拉20多噸的土石，巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)‘只有’350馬力,?？墒俏覀兿惹袄永锩娴?008年Corvette Z06的LS7發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率有505hp，遠(yuǎn)大于350馬力,?？蒢06的發(fā)動(dòng)機(jī)體積和重量可是小多了。顯然不能把Z06的發(fā)動(dòng)機(jī)安在卡車上,。

要回答這個(gè)問(wèn)題,，就要稍微談一點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)了。

發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩,，好比直線運(yùn)動(dòng)作功時(shí)的力,，基本上是由發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量決定的。排氣量越大,，每次汽油和空氣的混合氣體爆發(fā)的力就越大,，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就越大。而 功率=扭矩x轉(zhuǎn)速,。所以為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力,，只有兩個(gè)途徑，提高扭矩或者加大轉(zhuǎn)速,。

提高扭矩最簡(jiǎn)單的方法就是加大排量,，但是這不可避免地造成發(fā)動(dòng)機(jī)體積、重量和油耗的增加,。這樣作的最大好處,，就是制造相對(duì)簡(jiǎn)單，可靠性好,。發(fā)動(dòng)機(jī)可以持久穩(wěn)定地發(fā)出符合設(shè)計(jì)要求的功率,，所謂的HEAVY DUTY發(fā)動(dòng)機(jī)。由于轉(zhuǎn)速有限,，發(fā)動(dòng)機(jī)的可用轉(zhuǎn)速范圍就變得很小,，這就需要有很多速比的變速箱。象上面的Mack CL713,，變速箱有13檔,。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，非常適合重型卡車,。馬力不求很大,，但要持久。

另一個(gè)方法,，就是增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，但是增加轉(zhuǎn)速以后,，由于汽油和空氣的混合氣總是有質(zhì)量的，增大了轉(zhuǎn)速,，發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)沖程的可用的時(shí)間就會(huì)相應(yīng)減少,，吸氣沖程吸進(jìn)汽缸的混合氣就會(huì)減少，這樣爆發(fā)作的功就會(huì)減少,，導(dǎo)致扭矩下降,，但是由于轉(zhuǎn)速增加了，所以扭矩和轉(zhuǎn)速的乘積,，也就是功率還是會(huì)增加的。加大了轉(zhuǎn)速,，發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)速度加快,，對(duì)活塞，曲軸,，連桿,，特別是進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)的精度，強(qiáng)度和輕量化都有更加高的要求,，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造水平是一個(gè)考驗(yàn),。高轉(zhuǎn)速下的潤(rùn)滑也比低轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)有更加嚴(yán)格的要求。最主要的,，高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī),，由于在很小的體積里燒掉很多的燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻也是一個(gè)非常棘手的設(shè)計(jì)課題,。一般情況下,，高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，是不能持久地維持在最高功率上運(yùn)行的,。不信,，可以問(wèn)問(wèn)老大，看他敢不敢把他的Corvette這樣狠開(kāi)：急加速到80mph,，接著急煞車到停,，再加速，這樣一直開(kāi)30分鐘,，看看發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)不會(huì)過(guò)熱,、冒煙。其實(shí)煞車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)還不是開(kāi)到大馬力呢,。也就是說(shuō)大馬力沒(méi)有辦法持久,。可是,，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī),，恰恰適合轎車和跑車,。轎車和跑車絕大多數(shù)是在勻速行駛，這時(shí)需要的發(fā)動(dòng)機(jī)功率很小,，在轉(zhuǎn)速低的工作狀態(tài),，馬力已經(jīng)夠了。當(dāng)面臨加速,，超車的需求,，我們降擋，狠踩油門,，讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速的狀態(tài),，大馬力就產(chǎn)生了。大馬力只是偶爾為之,，其高油耗也就是次要的問(wèn)題了,。平均的油耗主要取決于低轉(zhuǎn)速時(shí)的表現(xiàn)。轎車跑車的大馬力,，尋?？床灰?jiàn)，偶爾露崢嶸,。

而輕卡和SUV,，則是重型卡車和轎車之間的調(diào)和。

增加發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力,，還有一個(gè)很重要的方法,，就是設(shè)法增加混合氣的壓力，讓發(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)更多的燃料,，提高扭矩,。具體又有兩種途徑：渦輪增壓和機(jī)械增壓，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),。

增加發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力的另一個(gè)途徑，就是從氣門著手,，比如控制進(jìn)氣凸輪軸,，調(diào)整高轉(zhuǎn)速下氣門開(kāi)畢的時(shí)間,，或者再加上調(diào)整氣門的升程，從而優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,。

我們不妨打個(gè)比喻,，學(xué)校里的徑賽。要想跑得快,，一個(gè)方法就是提高步幅，換一個(gè)長(zhǎng)腿的大個(gè)子,。這相當(dāng)于增大發(fā)動(dòng)機(jī)的排量以增大扭矩。另一個(gè)方法就是增大步頻,，即小腿緊著叨赤,，相當(dāng)于增大轉(zhuǎn)速。而既有大步幅又有高步頻,，主要就要靠科學(xué)的訓(xùn)練了,。

最后請(qǐng)大家注意,，根據(jù)以上的分析,，我們得出一個(gè)重要的結(jié)論：卡車之所以能拖很重的東西,，不但是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的馬力大,，更重要的是這個(gè)馬力能持久。邏輯上講,，能拖車不是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大，而是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)馬力大且能持久,。而一般情況下能滿足這個(gè)要求的發(fā)動(dòng)機(jī),，恰恰是排量大，扭矩大,，運(yùn)轉(zhuǎn)在低速,。如果有一天發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有了革命性的飛躍,，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠持久地在小扭矩,，高轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),，那么它是一定能夠勝任重型卡車的任務(wù)的。