问:
某某卡车的最大马力高达600匹,某某跑车的最大马力也有600匹。
为何卡车可以牵引数十吨的挂车在高速飞驰,而跑车牵引稍微重一些的房车都有些困难呢?
这是个挺有趣的问题,找到这个问题的答案就能学会如何选车了。
“匹”是公制马力(PS)的音译,1PS等于七十五公斤力,概念为驱动75kg的物体完成每秒每米的运动;在物体质量不变的前提下,马力越大则移动速度越快,所以马力大一些总是好的。卡车司机在讨论车辆性能的时候总会谈发动机有多少“马力”,不过真正的资深老司机更愿意去关注“扭矩”,想要找出该问题的答案,首先就要搞清楚什么是扭矩。
扭矩是物体发生转动的一种特殊力矩,对于汽车而言就是发动机通过转动曲轴输入到变速器里的力矩;更深入的概念无需了解,简而言之,扭矩可以理解为“单次爆发力”。
都骑过自行车吧。
用力蹬踏板的力可以视为扭矩,用力蹬一下可以让车辆滑行十几米,轻盈地蹬一下只能滑行几米;前者等于大扭矩、后者等于小扭矩,扭矩大则爆发力强。
再举个例子,如果骑车带着一位很胖的同学,想要正常骑行就要用力地蹬踏板;反之带着一位很瘦的同学,蹬起来机会比较轻松。用力蹬等于爆发出更大的扭矩,轻轻蹬等于扭矩小。
马力的计算方式
功率×1.36=公制马力
扭矩×转速÷9549=功率
决定马力大小的两个核心因素是“扭矩大小”和“转速高低”。
假设某跑车的最大马力是600PS,最大马力对应的转速是7000rpm,它的扭矩会有多大呢?其实不难计算,至少7000rpm这个转速节点的对应扭矩是601N·m多一点,这个扭矩不算小了,可是转速真的比较高。
四冲程发动机的特点是曲轴转两圈做功一次,每次做功当然都要耗油;那么大排量发动机以每分钟运转7000转、做功3500次的频率运行,其耗油量会是多少呢?这个答案可能是你想象不到的——为什么高速公路上很少看到跑车?原因是这些车如果真的“撒起欢来”,续航时间也就是一二十分钟,每小时的耗油量轻松上百升。这是高转速的劣势。
卡车需要大扭矩
商用车型要合理控制耗油量,其实很多重卡的平均油耗只是30L/100km多一些,比这些“撒欢的跑车”要低得多,重点是也输出了很高的马力,这是如何做到的呢?
扭矩和转速是相乘的关系,想要节油就要“低转速运行”,转速低想要实现大马力就需要大扭矩。
柴油机的转速能达到4000rpm也就很难得了,转速的限制正有节油的考虑;假设发动机按照2500rpm对应最大扭矩运行,此时这台重型卡车的最大扭矩就要达到“600÷1.36×9549÷2500rrpm≈1685N·m”的标准!——扭矩是上述跑车的2.8倍之多。
解答问题:
卡车以超大扭矩实现大马力
跑车以超高转速实现大马力
相同马力的卡车之所以无法牵引重型挂车起步,核心因素正是扭矩太小;跑车牵引挂车就像是让小猴子骑自行车驮着大猩猩跑,压根就蹬不动,卡车本就像是大猩猩,爆发力强则能拉动挂车起步。
其次还有车轮抓地力的差异,跑车的轮胎相比卡车还是窄了太多,同时车身也轻盈了太多;决定抓力的核心因素为车轮宽度(变形量)、轮胎接地面粗糙度和正压力,跑车在宽度和正压力上都差卡车太多,所以不可能当作牵引车使用。
最后又出现一个问题,那就是为什么跑车不选择“超大扭矩+低转速”的模式来控制油耗呢?
看到这里肯定会有这个疑惑,然而不用疑惑,这又要用“轮胎”来解释;发动机的扭矩通过变速器放大后的轮端扭矩会更大,车轮转矩如果过于夸张的话,正常加速也会出现“烧胎起步”!如果跑车的扭矩超过1000N·m的话,转弯时稍微不注意的加油门就会让车辆失控。
车速最快的F1方程式赛车很强吧,你知道的发动机扭矩有多大吗?
其实扭矩只不过是350N·m的标准而已,实现超大马力(和车速)依靠的是18000rpm的超高转速;这样的组合既能让车辆加速时不会因过大扭矩而打滑失控,又能实现足够高的车速,对于轻盈的跑车而言是最合理的设定。反之车身重不用担心打滑的卡车就需要大扭矩和低转速配合了,这就是两者的差异。
:天和Auto-汽车科学岛
天和MCN发布,保留版权保护权利
喜欢我们的内容请点赞关注哦