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马力接近的自吸与增压车,为何增压车提速更快?提速真的靠扭矩?

来源:非专业车评2023-08-19 08:31:09

到底是马力(功率)决定加速度还是扭矩决定加速度一直是热议的话题。如果说扭矩决定加速度,可物理课本上显然不是如此定义的。而说马力决定加速度,可自吸车提速的确不如马力相接近的燃油车,那么马力与扭矩在汽车提速中分别扮演了什么角色?

常见的例子有2.0L的凯美瑞以及2.0T的宝马3系(325),马力分别为177匹、184匹,而两者的加速能力却天壤之别,凯美瑞01提速11秒开外,而3系01提速只要7秒出头。很多朋友对此的认知为日系车普遍存在功率虚标的问题,但真的如此么?实际上发动机不存在虚标、任何品牌皆如此,标的皆是发动机额定功率。


(资料图片仅供参考)

从来没有哪个品牌会标论上扭矩、功率,这其中涉及到一个 功率达成率 的问题,简单理解就是传动系统(变速箱)所导致的动力损耗。所以很多2.0L凯美瑞提速不如325i存在这方面的原因,毕竟宝马匹配的采埃孚8已经到了极致。但这仅仅是细微的问题,而主要问题还是在于 扭矩 上,扭矩的标准定义虽然决定不了加速度,但扭矩可以改变功率的输出特性,而功率却可以决定加速度。

绝对功率与输出功率是两个概念

斯巴鲁BRZ足足200匹马力,比325i高了16匹,且自重更轻,01提速依然达到了8秒以上,为啥?我们所能看到的200匹马力是绝对功率(峰值功率),但在单位时间内(转速)所能输出的功率有多大则是另外一个概念。马力还是功率决定加速度的争议在于很多朋友已经不能区分峰值功率与瞬时输出功率的差别。峰值马力大,在某个转速下所输出的马力就大么?

这就好比体重相同的健美者与拳击者,比绝对力量(卧推),肯定是健美的更厉害。而分别在同样的时间内迅速挥拳,反而是拳击者的力量更大。所以功率决定加速度、功率大加速度一定快,但关键是是否输出了足够大的功率。而决定功率输出大小的参数有两个,扭矩、转速,这两者决定了瞬时功率的输出大小。

扭矩是如何改变功率输出特性的

功率=扭矩*转速/9550

这个公式在中学物理中就学过,功率的计算公式。通过这个公式我们可以看出扭矩可以改变功率的输出特性,比如在相同的转速下谁的扭矩大、谁的功率输出就高,当然谁的加速度就快。这实际上就是增压车提速普遍更快的原因,也是扭矩决定加速度说法的由来。这可以详细理解为谁在低转速下爆发的扭矩更大、谁输出的功率就更高,提速自然就越快。

大众1.4T VS 丰田2.0L

1.4T峰值马力150匹、扭矩250nm

2.0L自吸峰值马力178匹、扭矩210nm

01提速的本质本身就不在于比极限马力,因为赛程、时间过短,往往在峰值马力还没输出呢就已经结束了。所以01所比较的是谁在更短的时间内输出更高的马力,谁输出得更高谁赢(不考虑自重、传动)。选取一个标准,地板油、2000转。

大众1.4T:2000转进入扭矩平原,输出峰值扭矩250牛米,那么该时刻输出功率为

功率1=250nm*2000转/9550=约52kw=70匹

丰田2.0L:峰值扭矩只有170nm于4400转才能输出,假设2000转时输出了峰值扭矩。

功率2=170nm*2000转/9550=35kw=48匹

结果很清晰对吧?2000转时1.4T能输出70匹马力,而2.0L自吸输出48匹,输出功率大的加速快,所以1.4T在这个转速区间赢。同理3000转时也如此,因为1.4T的扭矩平原覆盖了1750-3000转,3000转后扭矩开始逐渐下降,但基本上在5000转之前、同转速下输出功率均压制2.0L自吸。当转速上升到5000转后2.0L自吸所输出马力才压制了1.4T,但问题是赛程早就结束了。没有给2.0L自吸保持高功率输出的机会。

通过这个例子能看出两个问题,功率一定决定加速度(以及极限速度)、但确切的说由某时刻所 能输出的实际功率 为准,简单理解就是极限功率大、前期输出功率小没有什么卵用。后程输出功率大不是没用,但在01提速、日常用车提速方面意义不大,因为基本没有给你拉超高转速、迸发后程功率的路况空间。其次扭矩一定不能决定加速度、因为有转速这个变量在捣乱,转速为0时、功率一定为0,但扭矩可以是最大。但转速为0时车子能动么?不能,都不能动还谈个毛加速啊。

比如西门子产的变频器MM440、6SE70等等均能实现0转速下最大扭矩输出(堵转,如同我们用手按住小功率电机,虽然转速为0但依然能到力的传播,扭矩=力*力臂,至于是否移动、转动公式上无描述)。所以这就是扭矩不能决定加速度的愿意,因为要看转速是否配合它。但是…扭矩可以改变功率的输出特性,相同转速下谁的扭矩大、谁的输出功率就高,自然加速就快。输出功率是结果、是充分且必要条件,而扭矩可看做充分条件、转速则是必要条件。

离开转速的扭矩啥也不是,有了转速的扭矩=功率,而提速离得开转速么?离不开,所以得到了转速的扭矩即是功率,所以是不是功率决定加速度?当然是的,只不过由于增压发动机的普及,功率爆发呈现更大、更低转速的态势,所以导致如今的内燃机往往在低转速下能输出更高的功率,所以增压机在提速方面更有优势(同级别,马力、扭矩相差不大时)。

这就如同百米长跑,有的起步快、有的后程快,起步快的、绝对速度不一定快,绝对速度快的往往起步很慢。100米的长度靠后程提速夺冠的选手如果比200米可能会完全碾压对手,反之如果比是50米可能是最慢的一名。汽车提速也同样如此,01提速靠得是起步时的爆发(低转速扭矩),而从100千米提速至200km,则更多是在比绝对功率因为此时已经能输出绝对功率了。所以马力决定加速度所指的并非峰值马力,而是某一阶段所能输出的实际马力。

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