引擎的馬力與扭力哪個重要

無限爆發| 2017-05-03| 檢舉

對於一個入門新車主來說,真的需要有人幫忙解釋清楚,到底引擎馬力與扭力哪一個比較重要?事實上,恐怕連許多開車經年的老手都不見得能把馬力、扭力解釋得清楚呢!

扭力也好、馬力也好,其實都是引擎因燃燒汽(柴)油與空氣的混合物、將化學能轉變為熱能、再轉變為動能所發出的力道。既然指的是同一具引擎,那怎麼可能發出二種力道呢?對的,一具引擎只會發出一種力道,扭力也好、馬力也罷,都只是我們解釋的角度。也就是對引擎發出之力道運用方式的不同所產生的不同解釋,如此而已。

為什麼對同一股力道,會要有二種不同的解釋呢?答案是當運用的場合不同時,力道的表現方式和大小就會有所不同,而這,就是扭力與馬力的差別。幻想一下,如果站在您面前的,是體重超過300磅的美國職籃NBA高手〝俠客歐尼爾〞,他就像是一座小山般地杵在您面前,而您所負責的工作是要推動他、讓他開步走!這時候,您所需要的是什麼?對了,就是扭力,要讓〝俠客〞開步走,您一來必須克服他那300多磅體重所產生的「最大靜摩擦」,才能讓他動起來;二來您在推他時,本身也毫無因運動慣性所產生的動能,因此所能仰仗的力量,就等於是引擎從怠速運轉、開始加速的「低速扭力」。

接著,您再繼續幻想,如果〝俠客〞已經跑動起來,而且是接近禁區、已經到了可以跨步上籃的這個階段,這時候,如果您跟得上他的腳步,是不是只需要在他背後輕輕一推、〝俠客〞就可以用更快的速度飛身上籃了呢?這時候,您施予〝俠客〞身上的力道是什麼?「高速扭力」,恭喜您,答對了!而您再想一想,拼盡了吃奶的力道,好不容易才把〝俠客〞推動一小步的力道,和輕輕推一把、就可以讓300多磅的巨人飛身上籃的力道,難道不是同一個您所發出來的嗎?

為何會有如此的差異呢?關鍵就在「慣性」二個字上,當一樣物體要從靜止被推動的時候,依據「靜者恆靜、動者恆動」的牛頓運動定律,絕對要極大的能量,因此,唯有低速扭力強大的引擎才能產生輕快的起步加速,這,也就是為什麼賽車、超級跑車,統統都得採用「輕量化車身搭配大排氣量引擎」這種組合的道理。扭力的功能就是展現在起步加速的時候。

從廠方公布的馬力/扭力曲線圖就能窺出這具引擎是屬於「低轉速大扭力」或是「高轉速大馬力」輸出型;扭力曲線越平緩,代表轉速域的扭力輸出越平均,起步加速或再加速自然較快。

相對的,當車子動起來之後,慣性會讓它一直往施力方向持續前進,這時候,如果要讓車子的運動速度再加快,所需要的,就是馬力。簡單一點來說,扭力是引擎真正可以發出的力道,而馬力則是扭力乘上引擎轉速的乘積﹙編按:再乘以一個常數﹚,引擎轉速愈高、則馬力愈大;因此馬力曲線像是一座陡峭的山壁上坡的這一邊、數值是一路向上爬的。而扭力曲線卻非如此,除非有渦輪增壓器、或是機械增壓器的〝加持〞,否則,任何一具自然進氣的扭力曲線都像是一座小山,爬過了峰頂之後,扭力就得開始下滑,然而,當扭力開始下滑時,迴轉數還繼續增加,因此馬力曲線並不隨著扭力曲線一同下滑,相反的,因為乘數﹙扭力﹚雖然開始變小,可是被乘數﹙引擎轉速﹚卻增長得更快,所以乘積﹙馬力﹚還繼續上升,一直到乘數實在愈來愈小、小到被乘數的增加也不夠將乘積變大的時候,馬力曲線才開始下滑,而此時,通常都是在引擎轉速接近紅線區的附近了。

So,扭力對於一部車子的意義,在於它的起步加速,扭力愈大、出現的轉速愈低,這部車子的起步加速就會愈快。至於馬力呢?它的意義在於創造車子的極速表現,馬力愈大、出現的轉速愈高,它的尾速就會比較強、就有可能跑出更高的極速。了解馬力/扭力的區別之後,您就會明白為什麼美國車極速都不高,因為那是一個高速公路只能開65英里時速﹙大約105km/h﹚、而且一般人都相當守法的國度,因此車子極速能跑多高?對消費者來講,除了吹牛打屁時的炫燿之外,沒什麼實際的意義,故而美國車注重起步加速的低速扭力,加上美國汽油便宜,因此美國車喜歡把引擎排氣量做大,以求得貨真價實的低速扭力。與之相對的,是德國車。在歐洲,汽油是相當貴的,因此歐洲車廠擅長以小排氣量引擎壓榨出大力道,希望在節約燃油之餘、也還能獲得不錯的動力輸出,這就是為什麼歐洲車比較多見渦輪增壓引擎、機械增壓引擎的道理;而在德國,因為他們有Autobahn--無限速高速公路,車子有機會飆高速,因此一部車的極速表現如何就相對重要!這也就解釋了為什麼德國車子多半是高轉速馬力引擎的道理。

A:扭力的英文叫作Torpque,它是一種能夠造成旋轉力道的能量。如果用人 的運動來作比喻,那扭力就是賽跑時推動身體起跑的能量,也就是從靜止 起步加速所需要的力,在這個階段,運動體不論是人也好、車也好完全沒 有加速度,所以需要真正的能量來推動。當運動體一但開始運動了以後, 因為有了慣性,依照牛頓運動定律:「靜者恆靜、動者恆動」的原則,維 持此一已經在動的運動體繼續運動所需要的能量就不需太多,時才是馬力 的展現,因此一部車子馬力大表示它的極速會高,如果要起步加速快,那 就需要大扭力來抵消起步時的最大靜摩擦,在起步加速靠的全是扭力,馬 力在此刻難以發揮。

Q : 選一部車的等級,要以引擎cc數來決定嗎? A.這種觀念已不適用於今日的汽車設計,因為汽車的產品等級定位,已不在侷限引擎排氣量的大小,相同車系車身,可有數種不同引擎來搭配.事實上,引擎排氣量大小並不是車廠設計產品等級唯一決定要件,而車體與車室空間才是不同等級的主要因素.

Q : 同樣排氣量引擎,馬力數值越大越好,跑得越快越值得考慮?

A.要作真正客觀的比較,至少要再下列相同基準下: 1.馬力扭力的測試單位要相同,因為國內車輛法規並未有統一數據,所有車型完全以國外母廠所提供的最有利競爭的單位數值為準,一般汽車市場上,常用的單位有: 日制(JIN) , 美製(SAE) , 德制(DIN) , 歐制(EEC),德制最大,日制最小,美製與歐制居中.

2.了解引擎的設計導向,是偏重高速性能,還是適合於日常市區行駛,或以省油經濟為目標,若是著重於高速性能的引擎,其最大馬力扭力是發生在較高的引擎轉速,相對的,設計重點若在日常行駛的引擎,則偏重低轉速下的高扭力值.

3.引擎的大馬力或高扭力數值並不能代表這部車實際上的行駛性,或油門反應敏捷度,因為引擎輸出的性能必須再經由變速箱才能傳遞到車輪上,而變速箱的齒輪比,和最終差速器齒比的大小組合,及自動排檔之控制電腦的調校恰當與否,都直接影響整體行駛性能的好壞,在台灣,大家都選用自排車,引擎的扭力特性遠比最大馬力值來得重要,且自排的科技層次與調校更要時車試開過才能了解,所以要有"引擎50% + 自排50%"的正確性能觀念,才不致買了一輛是引擎一級棒,自排是彆腳的車,而後悔莫及.

Q : 買車也要考慮最新科技,如V型6缸,或可變正時汽門V-TEC?而雙凸輪軸16V更是必要?

A.以目前引擎科技而言,每缸4汽門,和雙凸輪軸驅動汽門已是主流設計,但非每一部車都需要此型引擎,這完全要視該型車的訴求功能,與駕駛人的日常用途選擇而定.

例如,引擎在1300CC上下的小型車,大多是以市區行駛或日常代步工具為主,配上自動排檔後,反而以引擎低轉速扭力充沛為主,這是傳統的單凸輪軸單汽門(SOHC-8V)引擎所擅長,因為,雙凸輪軸16V引擎的扭力要在較高轉速時才能發揮.

"V型6缸24汽門"固然是2000以上排氣量引擎的高級品,其主要優點在於運轉寧靜性和加速順暢感,而非加速性能,但其所增加的而外重量負重,高科技設計的複雜機構,與日後昂貴維修費用,都得一併考量.

可變汽門正時引擎V-TEC,主要優點在以小CC數引擎排氣量下榨出更高馬力性能,若大部分時間都行駛在市區,可否有此高馬力需要?先考慮自己愛車用途和了解該科技的利益與缺失,再做一理智而均衡的選擇.

Q : 如何由引擎性能曲線圖判讀車子的行駛特性?而不是看最高馬力或扭力值而已!

馬力和扭力是談論引擎時最常提到的術語,若過分強調馬力或扭力的最大輸出值就顯得以偏摡全了,因為日常行駛中引擎運轉範圍相當大,自慢車怠速至上升到5,6千轉都有,不能僅侷限於最大扭力與馬力那一點上,所以依據引擎的出力特性,要自其馬力,扭力轉速曲線圖,才能了解引擎的性能特色是否符合需求,是著重在日常市區行車的低轉速高扭力反應,還是飆車族的高轉速域馬力奔馳.

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat59/node1493122

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