买车看排量还是马力(到底该看马力还是扭矩)

买车看排量还是马力(到底该看马力还是扭矩)

  朋友们在买车之前,肯定都会查看车辆的动力参数。对动力性有要求的小伙伴,更是希望马力、扭矩越大越好。但当你面临下面两款车时,怎么选?马力和扭矩,哪个更能体现动力性?

买车看排量还是马力(到底该看马力还是扭矩)

  借这个问题,小编特地邀请了专业的标定工程师,跟大家聊聊:

  功率、扭矩、转速这三个词有什么意义?

  如何根据参数,选择出适合自己的动力性需求的车?

  首先,解释下功率、扭矩、转速%20这3个参数和汽车动力性之间的关系:

  ·%20最高车速由最大功率(马力)决定

  功率与车速存在以下关系:

  一定功率下,随着车速升高,驱动力逐渐减小,但是行驶阻力越来越大。当驱动力大小等于阻力时,车辆就达到最高车速了。

  如图所示:驱动力和行驶阻力的相交点即为最高车速点。功率越大,相交点的车速越高。一般汽车设计时,会尽量让相交点的工况处于动力源最大功率点。

  ·%20任何车速下,加速度由当时的输出功率决定,而不是最大功率

  假如忽略行驶阻力,加速度与功率存在一个关系。因此如果车速确定,加速度就跟功率唯一相关。

  ·%20只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。

  如果对应转速不高,即使扭矩很大,相乘得到的功率也不大。另外,如果最大扭矩对应的转速范围窄,只是某个转速点扭矩大,那么对动力性的影响也是较小的。

  另外,其实动力源扭矩大小跟动力性本身没有直接关系。加速快慢是由轮端驱动力决定的,轮端驱动力的大小只跟功率和车速有关,因此其实真正决定动力性的是功率。

  · 小结一下:

  最大功率决定最高车速。

  任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。

  只有扭矩大不能保证动力强,还要看扭矩对应的转速和转速范围。

  作为一般用户,能完全理解这几句话就相当可以了,至少能够做到不被厂家的宣传数据所迷惑。

  但是作为喜欢刨根问底的“工程湿”,搞明白这些还不能满足,因为有些问题仍没法解释,比如:

  为什么相同参数的自吸和涡轮增压发动机相比,自吸的车加速感受明显比增压的强?为什么越野车大多装载自然吸气发动机或者柴油机,强调低速大扭矩?为什么豪华轿车如劳斯莱斯,6.7排量的发动机,最大功率只有400多kw,扭矩却有惊人的900Nm?

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  为什么相同参数的自吸发动机和涡轮增压发动机相比,自吸发动机的加速感受要比涡轮增压强?

  对于这个问题,有一个专业“到位”的表述:

  动力性影响因素除了最大扭矩、最大功率、不同转速范围的扭矩和功率外,还有不同转速不同扭矩下的扭矩响应速度。

  事实上,对于日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响更大。

  下面问题来了:

  什么是扭矩响应速度?

  举个极端的例子:假如一款车的发动机,在1000rpm~6000rpm转速范围内,都可以输出900Nm的扭矩,很惊人了吧?

  但是如果告诉你,从踩下油门开始,需要经过3秒时间发动机才能达到这个最大扭矩,那这个惊人的900Nm还有用吗?

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  对直线加速可能还有些用吧。。。

  当然,前面假设的3秒的响应时间夸张了,实际涡轮增压发动机0.5秒左右的延迟是有的,视海拔、气温、转速等情况而定,而这0.5秒体现到驾驶感受上,影响就很大了。

  又一个问题来了:

  为什么自然吸气发动机扭矩响应会比涡轮增压发动机快?

  这就要提所谓的“涡轮迟滞”了。涡轮增压机的原理简单来说就是利用排气的能量带动涡轮旋转给进气增压,从而在排量不变的情况下增加进气,提高功率。

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  但是午餐没有免费的,利用了排气能量,但是增加了排气背压;增加了进气,但是等待涡轮提速需要时间。

  下图所示是两种发动机的扭矩响应示意图:

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  驾驶员踩下油门,VCU对发动机的目标扭矩如蓝线所示,理想的情况当然是发动机扭矩紧跟目标,不大不小(这就是所谓的“跟脚”),但实际情况我们看到了:

  · 自然吸气前半段响应快,但是很快达到自己的极限了;

  · 涡轮增压虽然最终能够达到扭矩目标、极限高,但是中间经过了很长的响应时间。

  大部分日常驾驶工况,驾驶员不会把油门踩到底,也就不要求发动机扭矩出到极限,这样一来前半段扭矩响应快的自然吸气发动机,就会带来更加强烈的加速感。

  最后一个问题:

  响应最快的是什么车呢?

  扭矩响应最快的是电动车。

  因为电机扭矩响应的速度大约在30ms(0.03秒),大约比发动机快10倍!

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  顺便再提一下混合动力汽车的一个优点:我们常说的混合动力汽车的一个优点是电机可以调节发动机负荷到最佳经济区间,从而减小油耗。

  这是从经济性的角度,其实从驾驶性的角度,混合动力汽车的还有一个重要优点是扭矩响应快。

  快到什么程度呢?

  几乎跟电动车一样快!

  因为当发动机扭矩响应速度跟不上指令时,电机这时候可以进行补偿,发挥其响应快的优势。

  例如插电混动汽车的动力系统,在并联模式下,当驾驶员快速踩下油门,发动机的扭矩响应无法快速跟随驾驶员的指令时,这时候电机就可以发挥其响应快的优势,补偿发动机来不及响应的那部分扭矩。

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  以上就是自然吸气发动机扭矩响应会比涡轮增压发动机快的原因了。

  关于涡轮增压,这里稍微再多讲一点,为下一个问题做点铺垫:我们已经知道涡轮迟滞了,那怎么做可以减少迟滞呢?

  方法1:减小涡轮惯量

  方法2:增加排气能量

  我们要说的是方法2,增加排气能量怎么增加?当然是提高发动机转速了,这也就解释了涡轮增压发动机低转速大扭矩不行的名声。

  如果你发现自己的涡轮增压车总是不跟脚,尝试切到S档,绝对会发现跟脚的多,因为S档会自动推迟升档点,让发动机维持在高转速。

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  为什么越野车基本都搭载大排量自吸或柴油发动机?

  有些人可能会疑惑:小排量高功率汽油发动机为什么不行?发动机低速扭矩不够,我降挡还不行么?

  其实我们忘了动力系统中的一个小兄弟:离合器(或AT的液力变矩器)。

  离合器简单来说就是连接发动机和变速箱的连接件。

  特别的只是,这个连接件可以处于3种不同的状态:(1)脱开;(2)接合;(3)滑磨

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  越野车设计时需要考虑很多大负荷起步的工况,起步过程的专业术语叫Launch,这个过程离合器处于滑磨状态。

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  Launch的控制原理是发动机根据驾驶员的扭矩需求调节到一定转速,同时压离合器。

  由于负荷大,离合器得压的比较紧。同时为了防止发动机转速被离合器拽下来,发动机的扭矩能力必须大于等于离合器,于是发动机转速不能太低。又由于车辆刚开始起步,变速箱是跟车轮相连的,因此变速箱的输入端转速几乎为零。

  发动机转速不能太低,变速箱端转速又几乎为零,因此离合器两端就会有比较大的滑磨速差。

买车看排量还是马力(到底该看马力还是扭矩)

  高中物理还没还给老师的同学,这时候应该会想到,大扭矩和高速差,意味着摩擦功率很大,发热会很快。

  大众DCT一开始为什么容易坏?宝马M3为什么不支持连续弹射(SportLaunch)?

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  ——都是因为离合器发热

  举这几个例子只是为了说明离合器发热是个很要命的问题。越野车起步虽然不像跑车弹射起步那么恶劣,但是比家用轿车低速起步还是要恶劣的多。

  怎么做减少发热呢?最直接的想法当然是减小滑磨速差了。

  减少滑磨速差就得降低发动机转速,降低发动机转速的同时还得保证起步的动力输出,这就是所谓的低速大扭矩了。

买车看排量还是马力(到底该看马力还是扭矩)

  在此我们其实也找到了高转速发动机的其中一个缺点:起步滑磨发热多。也找到了柴油机的一个优点:低速动力强。

  再说一个混合动力汽车的优势:

  传统车通过Launch滑磨离合器起步的方式,一方面担心离合器发热,另一方面,滑磨过程产生的这部分能量并没有用来加速汽车,而是平白无故损失了。

  事实上,Launch过程发动机做的功,大约只有50%用于加速汽车,另外50%用于加热离合器。。。

  而混合动力汽车就可以利用电机低速大扭矩的特性,无需离合器参与就可以完成起步,等车速提高后再将发动机接进来,避免了起步过程的大扭矩滑磨过程,低速起步快。

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  为什么劳斯莱斯的发动机扭矩很大但是功率不大?

  原因其实不复杂,因为豪华轿车对极限性能的需求不大,但是对NVH性能的需求很大。

  发动机是汽车上最主要的噪声来源。同一款发动机运行时的NVH和转速、扭矩都相关,但是转速的影响更大。

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  跑车上发动机轰高转速,那是美妙的音乐,但是豪华轿车上轰高转速,那还像话么?

  所以高转速发动机的第二个缺点:NVH差。

  相比之下,新能源汽车的驱动电机在绝大部分工况下都可以保持完美的NVH性能,不论是纯电动汽车还是混合动力汽车,都可以在享受澎湃动力的同时,仍然做到豪车级的静音性能。

  最后简单总结一下:

  1、最大功率决定最高车速。而任何车速下,车辆的加速能力由当时的输出功率决定。

  2、只有扭矩大不能保证动力强,但扭矩对应的转速和转速范围决定了当时的输出功率,即影响了此刻的加速能力。

  3、在日常驾驶工况,扭矩响应速度对动力性的主观感受影响也很大。

  4、低转高扭的发动机更有利于大负荷起步,这也是柴油机的好处之一。

  5、电动汽车、混合动力汽车因为电机的存在,在扭矩响应速度、大负荷起步等动力性方面,有传统车无法实现的先天优势。

  本文作者:马良峰

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