秒变"小博士" 发动机功率扭矩十问十答

青春就得二着过

做一个帅气的卡友很累，这点我真的深有体会。

知道了这些知识，你就不能算是发动机方面的小白了。

●  功率和扭矩分别代表什么意义？

功率英文是Power，决定了能跑多快。扭矩英文是Torque，决定了提速有多猛、能爬多陡的坡。

把汽车比喻成大牲口，功率是它“干活的能耐”。扭矩是它干活时的力量。在评判一匹牲口的体力状况时，要综合考虑。干活慢或者力量小的牲口都不是好牲口。

再用人打个比方，仅仅扭矩大的车就好比某些篮球中锋，比如奥尼尔（他的确有个外号叫做‘Diesel’，柴油机），举手投足都充满力量，但是速度慢功率不一定大。而扭矩不大但是功率十足的车就像一些勤快的不知疲倦锋卫球员，比如科比。

●  能不能说得再直观点？

把汽车比喻成一匹正在干活的马，能量来源于发动机，发动机如同马的心肺系统。

扭矩可以相关于发动机一口能吞多少油气，好比一匹马每一次呼吸能吸入多少空气，一口吸得多，产生能量多，力量大，扭矩就大。

功率可以相关于发动机一定时间总共能吞多少油气，好比一匹马一段时间的过程中一共吸进了多少空气，一定时间吸入得越多，能干的活越多，功率就大。

●  扭矩和发动机转速有什么关系？

继续刚才的比喻，转速可以比喻为马的呼吸频率。发动机有可能在比较低的转速下扭矩就很大，因为低转速并不影响它大口吞油气，就好比马可以慢慢但是很深地呼吸。

随着呼吸越来越快，每口吸入的油气浓度也是增大的，爆发的力量也会增大，即转速增大，扭矩增大。但快到一定程度，每口吸入的油气量也不会再增大了，于是扭矩就不再增大。转速太快，每口吸入量反而会减少，于是扭矩就下降了。

●  功率和发动机转速有什么关系？

功率在大部分时间内都是随转速增大的，因为：吞油气总量=每口吞的量×吞的频率在每口吞的量增大和基本稳定时，频率决定着总量，所以转速越快功率越大，就好比马急速喘气，一定时间内呼吸的总量肯定能增加。即便是每口吞的量开始下降了，抵消不了频率上升的作用，功率仍然是上升的。转速继续升高，等转速的贡献比不上每口吞的量减少的损耗时，功率也就开始下降了。相当于这匹马喘得太狠，已经维持不了速度了，要吐白沫了。

●  功率和扭矩有什么关系？

根据上面的公式：吞油气总量=每口吞的量×吞的频率

我们可以得到这样的公式：功率=扭矩×转速

相互关系如此，考虑单位的话还要加常数。

●  为什么柴油机扭矩大？

左边的汽油机有火花塞 右边的柴油机有喷油嘴

相比汽油，柴油不容易点燃，所以柴油机采用的是“压燃”，先用活塞把空气压缩（有些柴油机压缩比能达到20：1）然后往高温高压的空气里喷柴油就燃烧了。由于压力大，可燃的混合气量大，所以力量大，也就是扭矩大。（好比上面那匹马吸了一口超高浓缩气）。

而汽油机采用的是“点燃”，先用活塞把油气混合气压缩（为防止压力过高汽油直接燃烧，压缩比一般只有10：1左右），然后火花塞点火，燃烧做功。由于气体密度没那么大，所以爆发的力量也就没柴油机那么大。知道为什么奥尼尔外号叫“柴油机”了吧，柴油机力气大。

●  为什么柴油机扭矩大提速却不快呢？

康明斯QSK95型船用柴油发动机，16汽缸，排量95L，最大功率4000马力，最大扭矩16000Nm，可以给英国的3500栋房屋供电。

既然扭矩决定了加速能力，那为什么柴油机扭矩大，普遍来看，提速却不占优呢？这是因为柴油发动机压缩比大，活塞行程也就比较长，转速上升的太慢了。扭矩大了确实有助于提速，但是转速提得慢，让扭矩发挥出来用的时间太长，提速就快不起来。柴油机的大扭矩主要表现在能负重爬陡坡。因为柴油机转速上限不高，所以它的功率相对也比较低。以上都是指传统概念的柴油机的特点，由于新材料新技术的应用，现在柴油机进步显著。

●  为什么柴油机比较省油？

柴油机的发明者鲁道夫?迪塞尔。柴油机生来就是吃粗粮干重活的，早期柴油机甚至可以烧煤粉。迪塞尔甚至为此受到石油公司的威胁。最根本的原因是，一升柴油的热值有9000多大卡，汽油只有7000多。在发动机功率和效率相等前提下柴油机肯定油耗比较低。此外由于压缩比大，柴油机普遍的转化效率也比汽油机高，省上加省。

●  涡轮增压为何能增大功率和扭矩？

我们在前面发动机和马的比喻中，一直在提到一个事情：吸入的空气量。如果其他条件不变，增加每一口吸入的空气量，那么一定时间内的总量也会增加，扭矩和功率不就都增加了吗？

怎么达到？把进入的空气压缩。压缩空气的动力从哪里来？用排出的废气“吹”出来。一根轴，两边各一个涡轮，一边用废气带动，一边把压缩空气“吹”进发动机，这就是涡轮增压系统的基本原理。除了废气涡轮增压,还有机械涡轮增压,直接利用发动机输出带动空气压缩机。

●  怎么根据功率扭矩数据挑选汽车？

此车最大扭矩220Nm（1500~3600r/min），最大功率约95kW（4800r/min），我们可以初步判断这是一款1.5左右可能带涡轮增压的发动机。

首先要会看发动机特征曲线图（就是那幅斜斜的画了个叉子的坐标图），还要确定自己的需求，两相结合来挑选。具体如何分析发动机特征曲线，我们下次接着聊！

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