扭矩、功率與發動機性能

我們在查看汽車參數的時候，有兩個參數是無論如何也繞不過去的，那就是發動機的功率與扭矩。這兩個參數對於一輛汽車極為重要，但是要把它們說明白，還真不是一個容易的事。今天老侯就來給大家詳細的解析一下這兩個參數的意義。由於這兩個參數太抽象了，含義也非常的深刻。老侯不見得能說那麼透徹，如果有不完善之處，請大家諒解。

首先來給大家舉個例子：

有一百塊磚頭，要從甲地搬到乙地。如果每次搬一塊，可以每分鐘往返一次；每次搬兩塊，兩分鐘往返一次；每次搬五塊，五分鐘往返一次......每次搬五十塊，需要五十分鐘往返一次；當然，如果你是一個大力士，非要一次就把一百塊磚頭全部搬走，那麼你就要一百分鐘才能往返一次。

這個例子與汽車的功率和扭矩有什麼關係呢？

大家記住，談到發動機的功率和扭矩，一定要與發動機的轉速聯繫在一起。拋開轉速談功率和扭矩是沒有意義的。

在上面的例子中，這一百塊磚頭，你可以把它看做是發動機的功率；每次能搬多少塊磚，可以把它看做是發動機的扭矩；往返多少次，可以看做是發動機的轉速。這樣，你就看出門道了吧：

發動機功率=扭矩*轉速

對功率和扭矩有了初步的印象，接下來我們就來說說它們的具體含義。

發動機功率

功率是指物體在單位時間內所做的功。是表示物體做功快慢的物理量。功率越大轉速越高，汽車的最高速度也越高,常用最大功率來描述汽車的動力性能。最大功率一般用公制馬力(PS)或千瓦(kW)來表示。

汽車發動機額定功率簡單可理解為汽車生產廠商在理想狀態下測得發動機功率，一般指的是發動機最大功率。最大功率的標註會同時標註相應的發動機轉速。而發動機銘牌上標明的功率及相應轉速則稱為額定功率和額定轉速。

需要注意的是，發動機額定功率和發動機凈功率是有區別的，後者可以簡單理解為「發動機最大功率」減去「車輛本身因動力傳輸和部件損耗等因素消耗掉的功率」就是發動機凈功率。實際有效功率數字總是小於規定值，是因為發動機內部摩擦損耗和帶動其他機器會損失了一定功率。

最大功率大小主要取決於發動機氣缸排量的大小，燃燒的燃料量和發動機的轉速。功率值永遠分發動機轉速結合在一起，表明是在該轉速下所發出的功率。

在這裡，功率的單位有兩種，馬力和千瓦。

千瓦是國際單位，在正規的技術文件中都以千瓦作為發動機功率單位；而馬力又分為英制馬力（hp）和公制馬力(ps)。 它們有以下換算關係：

1hp=0.746kw

1ps=0.735kw

1hp＝1.014966ps

要想在日常生活中體驗1馬力的大小很簡單，你可以負重10Kg，在13s內跑完100m，你就相當於具備1馬力的的功率了。

同一台發動機，用馬力來標註時，數據就會顯得大一些。所以現在有些汽車廠家在宣傳時經常說我的發動機馬力有一百多，其實換算成功率也就是七八十千瓦，一點都不高，但是很能迷惑人。

最大功率轉速

最大功率轉速是指發動機輸出最大功率對應的曲軸轉速。

發動機的輸出功率同轉速關係很大，隨著轉速的增加，發動機的功率也相應提高，但是到了一定的轉速以後，功率反而呈下降趨勢。一般在汽車使用說明中最高輸出功率用每分鐘轉速來表示（r/min），如100ps/5000r/min，即在每分鐘5000轉時最高輸出功率100馬力。同時，發動機最大功率時對應的轉速，基本上就是發動機的最高轉速。轎車或者客車發動機最大功率時的轉速要高於載貨汽車，以便適應其高速行駛的需要。

不同發動機的最大功率轉速是不同的。一般汽油發動機最大功率轉速在5000-8000r/min，而柴油發動機的轉速要低一點，在3000-5000r/min。

發動機扭矩

扭矩是使物體發生轉動的力，在物理學中就是力矩的大小，等於力和力臂的乘積，國際單位是牛米N.m

發動機扭矩是如何產生的？

在活塞發動機中，活塞做往複運動，曲軸做旋轉運動，他們之間由連桿相連。在做功衝程我們可以發現，其實可以把連桿和曲軸的連接軸中心到曲軸旋轉中心的距離看做是力臂，這樣以來就很容易理解扭矩是怎樣產生的了，跟我們平時擰螺母是一個原理。氣缸做工向下運動就是力，力經過連桿施加到曲軸上，驅動曲軸旋轉，也就成了我們所說的扭矩。

扭矩是指發動機運轉時從曲軸端輸出的平均力矩，是發動機性能的一個重要參數，它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係，轉速越快扭矩越小，反之越大。扭矩越大，發動機輸出的「勁」越大，曲軸轉速的變化也越快，汽車的爬坡能力、加速性也越好。

在某些場合扭矩能真正反映出汽車的「本色」，例如啟動時或在山區行駛時，扭矩越高汽車運行的反應便越好。以同類型發動機轎車做比較，扭矩輸出愈大承載量愈大，加速性能愈好，爬坡力愈強，換擋次數愈少，對汽車的磨損也會相對減少。尤其在轎車零速啟動時，更顯示出扭矩高者提升速度快的優越性

發動機通過飛輪對外輸出的扭矩稱為有效扭矩，它的最大值就是發動機的最大扭矩。最大扭矩決定著車的提速性能，特別是低速時的加速性。最大扭矩一般出現在發動機的中、低轉速的範圍，隨著轉速的提高扭矩反而下降。

發動機的扭距跟發動機的調校有關，包括進氣系統、供油系統和點火系統。但事實上最大的關係就是發動機的排量還有活塞行程的大小。

最大扭矩轉速

最大扭矩轉速是指發動機輸出最大扭矩對應的曲軸轉速。同發動機的功率輸出一樣，扭矩輸出也是一個類似山峰式的曲線圖，先升高再降低，因而也就存在最大扭矩對應的轉速。當然，這也不是絕對，渦輪發動機由於先天的優勢，發動機的最大扭矩輸出變得平緩了很多，因而最大扭矩轉速對應的不是一個轉速，而是一個速度區間。這個區間就是在標出最大扭矩時給出的轉速或轉速區間。

發動機扭矩、功率和轉速之間的關係

通過P=F·s/t這個公式我們已經能夠得出扭矩和功率的關係了，這個公式中的F就是力，簡單說就是扭矩，s/t可理解為轉速，所以功率就是扭矩和轉速的乘積。

P=M*n/9550

其實，發動機的功率是一個計算值，並不能直接測得，而發動機的扭矩與轉速是可以直接測量的，將各個轉速下的扭矩與轉速相乘，就得到了發動機在各種轉速下的功率。如果用圖表示，就可以得到發動機的特性曲線圖。

發動機外特性曲線

發動機的功率和扭矩是如何調出來的？

現在的發動機，燃油供給普遍使用了電控燃油噴射系統，空氣供給普遍使用可變氣門正時系統和渦輪增壓系統，在這種情況下，調整發動機的功率和扭矩就是一件很簡單的事了。

發動機組裝完成後，要由電控系統了控制它的工作，其實就是控制進入發動機的空氣量和燃油的噴射量，只要改變著兩個參數，發動機的功率和扭矩就會改變（當然是在一定範圍內的改變）。

之前我曾經說過，讓發動機多噴油是一件很簡單的事，而讓發動機進更多的空氣是很困難的。可變氣門正時技術和渦輪增壓技術的使用，控制發動機的進氣量也變得更容易了。所以，只要改變發動機電控單元內部的控制程序，調整發動機在各個不同轉速下的進氣量與燃油噴射量，發動機的功率和扭矩就會隨之而改變，這就是汽車改裝時刷電腦提高發動機動力的原理。

發動機最大功率和扭矩越高，代表最大能力越強！但並不代表越大就一定越好，因為我們用車過程其實基本用不到最大功率，最大扭矩也只是在急加速時才會用到。平時我們更多的在用中低功率、扭矩區域。

如何比較不同發動機功率與扭矩的大小？

有些人在購買汽車時，最喜歡看發動機的功率和扭矩數值，然後再與其它車型相比較，如果數值大，就認為這種車型的動力性好。其實這樣比較毫無道理的。發動機的動力性是由多種因素決定的，發動機的功率與扭矩，要經過變速箱和驅動橋的變速增扭后再傳到車輪上，驅動車輪滾動的。最終驅動車輪的力才是決定汽車動力性的主要因素。

還有些人認為，發動機的排量大，發動機的功率和扭矩就大。這也是沒有道理的，且不說現在渦輪增壓技術的使用，使小排量發動機能發出大馬力，即使是同樣自然進氣的發動機，排量也不是發動機功率和扭矩的決定因素。比如：

那麼到底該如何看發動機的扭矩和功率呢？在日常駕駛中還是大扭矩更實用，因為扭矩大代表加速快，而最大功率只在最高轉速輸出，平時很少會用到。大扭矩也不一定是經常能用到，除非你經常全油門起步。所以說判斷一輛車的動力是否夠用，最簡單的方法還是要親自試駕一下，僅看參數是不行的。