朋友們?cè)谫I(mǎi)車(chē)之前，肯定都會(huì)查看車(chē)輛的動(dòng)力參數(shù)。對(duì)動(dòng)力性有要求的小伙伴，更是希望馬力、扭矩越大越好。但當(dāng)你面臨下面兩款車(chē)時(shí)，怎么選？馬力和扭矩，哪個(gè)更能體現(xiàn)動(dòng)力性？
借這個(gè)問(wèn)題，小編特地邀請(qǐng)了專(zhuān)業(yè)的標(biāo)定工程師，跟大家聊聊：
功率、扭矩、轉(zhuǎn)速這三個(gè)詞有什么意義？
如何根據(jù)參數(shù)，選擇出適合自己的動(dòng)力性需求的車(chē)？
首先，解釋下功率、扭矩、轉(zhuǎn)速 這3個(gè)參數(shù)和汽車(chē)動(dòng)力性之間的關(guān)系：
· 最高車(chē)速由最大功率（馬力）決定
功率與車(chē)速存在以下關(guān)系：
一定功率下，隨著車(chē)速升高，驅(qū)動(dòng)力逐漸減小，但是行駛阻力越來(lái)越大。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力大小等于阻力時(shí)，車(chē)輛就達(dá)到最高車(chē)速了。
如圖所示：驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力的相交點(diǎn)即為最高車(chē)速點(diǎn)。功率越大，相交點(diǎn)的車(chē)速越高。一般汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)盡量讓相交點(diǎn)的工況處于動(dòng)力源最大功率點(diǎn)。
· 任何車(chē)速下，加速度由當(dāng)時(shí)的輸出功率決定，而不是最大功率
假如忽略行駛阻力，加速度與功率存在一個(gè)關(guān)系。因此如果車(chē)速確定，加速度就跟功率唯一相關(guān)。
· 只有扭矩大不能保證動(dòng)力強(qiáng)，還要看扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍。
如果對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速不高，即使扭矩很大，相乘得到的功率也不大。另外，如果最大扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍窄，只是某個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)扭矩大，那么對(duì)動(dòng)力性的影響也是較小的。
另外，其實(shí)動(dòng)力源扭矩大小跟動(dòng)力性本身沒(méi)有直接關(guān)系。加速快慢是由輪端驅(qū)動(dòng)力決定的，輪端驅(qū)動(dòng)力的大小只跟功率和車(chē)速有關(guān)，因此其實(shí)真正決定動(dòng)力性的是功率。
· 小結(jié)一下：
最大功率決定最高車(chē)速。
任何車(chē)速下，車(chē)輛的加速能力由當(dāng)時(shí)的輸出功率決定。
只有扭矩大不能保證動(dòng)力強(qiáng)，還要看扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍。
作為一般用戶(hù)，能完全理解這幾句話(huà)就相當(dāng)可以了，至少能夠做到不被廠家的宣傳數(shù)據(jù)所迷惑。
但是作為喜歡刨根問(wèn)底的“工程濕”，搞明白這些還不能滿(mǎn)足，因?yàn)橛行﹩?wèn)題仍沒(méi)法解釋?zhuān)热纾?/strong>
為什么相同參數(shù)的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的加速感受要比渦輪增壓強(qiáng)？
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，有一個(gè)專(zhuān)業(yè)“到位”的表述：
動(dòng)力性影響因素除了最大扭矩、最大功率、不同轉(zhuǎn)速范圍的扭矩和功率外，還有不同轉(zhuǎn)速不同扭矩下的扭矩響應(yīng)速度。
事實(shí)上，對(duì)于日常駕駛工況，扭矩響應(yīng)速度對(duì)動(dòng)力性的主觀感受影響更大。
下面問(wèn)題來(lái)了：
什么是扭矩響應(yīng)速度？
舉個(gè)極端的例子：假如一款車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在1000rpm~6000rpm轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，都可以輸出900Nm的扭矩，很驚人了吧？
但是如果告訴你，從踩下油門(mén)開(kāi)始，需要經(jīng)過(guò)3秒時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)才能達(dá)到這個(gè)最大扭矩，那這個(gè)驚人的900Nm還有用嗎？
對(duì)直線加速可能還有些用吧。。。
當(dāng)然，前面假設(shè)的3秒的響應(yīng)時(shí)間夸張了，實(shí)際渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)0.5秒左右的延遲是有的，視海拔、氣溫、轉(zhuǎn)速等情況而定，而這0.5秒體現(xiàn)到駕駛感受上，影響就很大了。
又一個(gè)問(wèn)題來(lái)了：
為什么自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)會(huì)比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)快?
這就要提所謂的“渦輪遲滯”了。渦輪增壓機(jī)的原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用排氣的能量帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)給進(jìn)氣增壓，從而在排量不變的情況下增加進(jìn)氣，提高功率。
但是午餐沒(méi)有免費(fèi)的，利用了排氣能量，但是增加了排氣背壓；增加了進(jìn)氣，但是等待渦輪提速需要時(shí)間。
下圖所示是兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩響應(yīng)示意圖：
駕駛員踩下油門(mén)，VCU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩如藍(lán)線所示，理想的情況當(dāng)然是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩緊跟目標(biāo)，不大不?。ㄟ@就是所謂的“跟腳”），但實(shí)際情況我們看到了：
· 自然吸氣前半段響應(yīng)快，但是很快達(dá)到自己的極限了；
· 渦輪增壓雖然最終能夠達(dá)到扭矩目標(biāo)、極限高，但是中間經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間。
大部分日常駕駛工況，駕駛員不會(huì)把油門(mén)踩到底，也就不要求發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩出到極限，這樣一來(lái)前半段扭矩響應(yīng)快的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，就會(huì)帶來(lái)更加強(qiáng)烈的加速感。
最后一個(gè)問(wèn)題：
響應(yīng)最快的是什么車(chē)呢？
扭矩響應(yīng)最快的是電動(dòng)車(chē)。
因?yàn)殡姍C(jī)扭矩響應(yīng)的速度大約在30ms（0.03秒），大約比發(fā)動(dòng)機(jī)快10倍！
順便再提一下混合動(dòng)力汽車(chē)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：我們常說(shuō)的混合動(dòng)力汽車(chē)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷到最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)間，從而減小油耗。
這是從經(jīng)濟(jì)性的角度，其實(shí)從駕駛性的角度，混合動(dòng)力汽車(chē)的還有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是扭矩響應(yīng)快。
快到什么程度呢？
幾乎跟電動(dòng)車(chē)一樣快！
因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)速度跟不上指令時(shí)，電機(jī)這時(shí)候可以進(jìn)行補(bǔ)償，發(fā)揮其響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)。
例如插電混動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)，在并聯(lián)模式下，當(dāng)駕駛員快速踩下油門(mén)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩響應(yīng)無(wú)法快速跟隨駕駛員的指令時(shí)，這時(shí)候電機(jī)就可以發(fā)揮其響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)不及響應(yīng)的那部分扭矩。
以上就是自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)會(huì)比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)快的原因了。
關(guān)于渦輪增壓，這里稍微再多講一點(diǎn)，為下一個(gè)問(wèn)題做點(diǎn)鋪墊：我們已經(jīng)知道渦輪遲滯了，那怎么做可以減少遲滯呢？
方法1：減小渦輪慣量
方法2：增加排氣能量
我們要說(shuō)的是方法2，增加排氣能量怎么增加？當(dāng)然是提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速了，這也就解釋了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速大扭矩不行的名聲。
如果你發(fā)現(xiàn)自己的渦輪增壓車(chē)總是不跟腳，嘗試切到S檔，絕對(duì)會(huì)發(fā)現(xiàn)跟腳的多，因?yàn)镾檔會(huì)自動(dòng)推遲升檔點(diǎn)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)維持在高轉(zhuǎn)速。
為什么越野車(chē)基本都搭載大排量自吸或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)？
有些人可能會(huì)疑惑：小排量高功率汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為什么不行？發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩不夠，我降擋還不行么？
其實(shí)我們忘了動(dòng)力系統(tǒng)中的一個(gè)小兄弟：離合器（或AT的液力變矩器）。
離合器簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的連接件。
特別的只是，這個(gè)連接件可以處于3種不同的狀態(tài)：（1）脫開(kāi)；（2）接合；（3）滑磨
越野車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮很多大負(fù)荷起步的工況，起步過(guò)程的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)叫Launch，這個(gè)過(guò)程離合器處于滑磨狀態(tài)。
Launch的控制原理是發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)駕駛員的扭矩需求調(diào)節(jié)到一定轉(zhuǎn)速，同時(shí)壓離合器。
由于負(fù)荷大，離合器得壓的比較緊。同時(shí)為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被離合器拽下來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩能力必須大于等于離合器，于是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能太低。又由于車(chē)輛剛開(kāi)始起步，變速箱是跟車(chē)輪相連的，因此變速箱的輸入端轉(zhuǎn)速幾乎為零。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能太低，變速箱端轉(zhuǎn)速又幾乎為零，因此離合器兩端就會(huì)有比較大的滑磨速差。
高中物理還沒(méi)還給老師的同學(xué)，這時(shí)候應(yīng)該會(huì)想到，大扭矩和高速差，意味著摩擦功率很大，發(fā)熱會(huì)很快。
大眾DCT一開(kāi)始為什么容易壞？寶馬M3為什么不支持連續(xù)彈射（SportLaunch）？
——都是因?yàn)殡x合器發(fā)熱
舉這幾個(gè)例子只是為了說(shuō)明離合器發(fā)熱是個(gè)很要命的問(wèn)題。越野車(chē)起步雖然不像跑車(chē)彈射起步那么惡劣，但是比家用轎車(chē)低速起步還是要惡劣的多。
怎么做減少發(fā)熱呢？最直接的想法當(dāng)然是減小滑磨速差了。
減少滑磨速差就得降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)還得保證起步的動(dòng)力輸出，這就是所謂的低速大扭矩了。
在此我們其實(shí)也找到了高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)缺點(diǎn)：起步滑磨發(fā)熱多。也找到了柴油機(jī)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：低速動(dòng)力強(qiáng)。
再說(shuō)一個(gè)混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)：
傳統(tǒng)車(chē)通過(guò)Launch滑磨離合器起步的方式，一方面擔(dān)心離合器發(fā)熱，另一方面，滑磨過(guò)程產(chǎn)生的這部分能量并沒(méi)有用來(lái)加速汽車(chē)，而是平白無(wú)故損失了。
事實(shí)上，Launch過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功，大約只有50%用于加速汽車(chē)，另外50%用于加熱離合器。。。
而混合動(dòng)力汽車(chē)就可以利用電機(jī)低速大扭矩的特性，無(wú)需離合器參與就可以完成起步，等車(chē)速提高后再將發(fā)動(dòng)機(jī)接進(jìn)來(lái)，避免了起步過(guò)程的大扭矩滑磨過(guò)程，低速起步快。
為什么勞斯萊斯的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩很大但是功率不大？
原因其實(shí)不復(fù)雜，因?yàn)楹廊A轎車(chē)對(duì)極限性能的需求不大，但是對(duì)NVH性能的需求很大。
發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)上最主要的噪聲來(lái)源。同一款發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的NVH和轉(zhuǎn)速、扭矩都相關(guān)，但是轉(zhuǎn)速的影響更大。
跑車(chē)上發(fā)動(dòng)機(jī)轟高轉(zhuǎn)速，那是美妙的音樂(lè)，但是豪華轎車(chē)上轟高轉(zhuǎn)速，那還像話(huà)么？
所以高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的第二個(gè)缺點(diǎn)：NVH差。
相比之下，新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在絕大部分工況下都可以保持完美的NVH性能，不論是純電動(dòng)汽車(chē)還是混合動(dòng)力汽車(chē)，都可以在享受澎湃動(dòng)力的同時(shí)，仍然做到豪車(chē)級(jí)的靜音性能。
最后簡(jiǎn)單總結(jié)一下：
1、最大功率決定最高車(chē)速。而任何車(chē)速下，車(chē)輛的加速能力由當(dāng)時(shí)的輸出功率決定。
2、只有扭矩大不能保證動(dòng)力強(qiáng)，但扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍決定了當(dāng)時(shí)的輸出功率，即影響了此刻的加速能力。
3、在日常駕駛工況，扭矩響應(yīng)速度對(duì)動(dòng)力性的主觀感受影響也很大。
4、低轉(zhuǎn)高扭的發(fā)動(dòng)機(jī)更有利于大負(fù)荷起步，這也是柴油機(jī)的好處之一。
5、電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)因?yàn)殡姍C(jī)的存在，在扭矩響應(yīng)速度、大負(fù)荷起步等動(dòng)力性方面，有傳統(tǒng)車(chē)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的先天優(yōu)勢(shì)。
本文作者：馬良峰
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