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馬力與扭力說明

来源: 引擎 kingwu220 2007-1-25 00:27 只看這個作者 |閱讀模式
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參考資料:http://classroom.u-car.com.tw/classroom-list.asp?ccid=9
汽車的動力—馬力篇
馬力與扭力說明7706
馬力與扭力說明5471
汽車的動力來自引擎,用什麼來量度引擎的性能呢?一般多以功率(馬力)、扭力衡量之。
什麼是馬力

說到車的性能,一般人第一個想到的就是馬力。什麼是馬力呢?馬力是功率單位之一,而不是力量的單位。什麼是功率呢?功率的定義是:單位時間內所作的功。換句話說,對車子來講,就是在一定的時間內所產生供給車子運動的能量多寡。再打個比方,同樣的工作量,有人可能很快做完,有人很慢,做得快的人表示他在每一段時間內所完成的工作量,一定比慢的人多,我們稱之為工作效率高。相同的,在同樣時間內,能夠提供越多能量的引擎,它的功率越大,也就是馬力越大。

一般都說「馬力大的車比較夠力」,當然,馬力的確和引擎的出力有關,但是我們可以就一個簡單的物理學公式,認識馬力(功率)、力量與速度間的關係。式子是這樣的:功率=力量*速度。舉例來說,一個很有力的人,能在5分鐘內搬5包白米爬三層樓;而另一個人比較沒力,但腳程很快,同樣的路程雖只能搬一包白米,卻能在1分鐘達成。經計算,有力但走得慢的人,和沒力但走得快的人,其實功率是一樣的。所以同樣是300hp馬力的車,跑車就能有很高的極速,而貨車則有很大的載重量。

引擎測試標準

常見的引擎測試標準有JIS、SAE、EEC、DIN四種;它們分別為日本、美國、歐盟、德國所採行的測試標準;其中DIN已經較少被歐洲車廠所採用了。由於JIS、SAE、EEC三種測試標準的內容相近,使得引擎的測試結果也幾乎相同。汽車製造廠會因為汽車商品的性能需求或是為了符合污染排放標準,去對引擎做不同的周邊安排以及調校,使同一型的引擎在不同的國家或車型上會有不同的馬力值。

在引擎的測試方式還有總馬力和淨馬力二種測試方式。總馬力和淨馬力的不同處在於,總馬力是在引擎沒有附掛任何附加設備時所做的測量值。淨馬力是引擎在附掛發電機、水泵、排氣管....等附加設備後所做的測量值。目前引擎測試幾乎都是淨馬力測試。

德制日制如何換算

由於日本JIS在1994年施行修改後的引擎測試標準,使得JIS與EEC及SAE的測試標準極為相近,使得同一個引擎在JIS、SAE、EEC的測試條件下,會有幾乎相同的輸出數據。而大家最關心的議題,不外是各種標準之間的馬力如何換算,由於德制 (DIN) 標準與其他測試標準的設定不同,不單純是單位之間的換算問題,所以,根本無法換算。

汽車的動力—扭力篇
馬力與扭力說明7388
扭力是什麼

在我們看到汽車的性能資料時,除了會注意到馬力的大小之外,還有一個值得注意的性能就是扭力的大小。扭力為引擎在運轉速時所輸出的扭矩,講白一點,就是引擎的出力。扭矩或扭力是針對旋轉運動的物體說的,因為引擎的驅動力,從飛輪經過變速箱傳遞到車輪,都是在旋轉狀態下。對於駕駛者,能感受到的就是車輛加速的力量,所以我們說一部車很夠力,是因為感受到引擎強大扭力所產生的加速力。

如何判讀扭力數據

通常我們看到扭力數據都是這樣的:14.9kg-m/4400rpm。這表示該具引擎在4400rpm時,會有14.9kg.m的「最大」扭力。一般來說,引擎在不同的轉速下,扭力輸出會不同,但是以上面的數據來看,不是引擎在4400rpm時,就有14.9kg-m的扭力。引擎扭力輸出雖會隨著引擎轉速而不同,但扭力最主要還是跟引擎負荷,也就是油門踩踏深度有關。所以上面數據應這樣解讀:當引擎在全負荷/全油門狀態於4400rpm時,會有14.9kg-m的「最大」扭力。

扭力輸出特性

引擎扭力大小既是指出力大小,當然扭力就與車輛的加速性有關,並且與爬坡、載重能力 (載重能力還牽涉底盤設定) 相關。不同的引擎設計,就會有不同的扭力輸出特性,有些引擎是低轉速扭力較大,有些高轉速扭力較大,有些渦輪增壓有全速域大扭力的高原式扭力輸出特性。在一般使用狀態下,汽車多在市區以低速行駛,或是在高速公路上以高檔位做高速行駛,此時引擎多在中低轉速下運轉,所以低轉速高扭力的引擎,最適合一般日常使用。然而,對於常使用高轉速的競技用車,多採用強調高轉速大扭力的引擎。

馬力與扭力說明2605
馬力與扭力說明1526
圖為Mercedes-Benz E400CDI的引擎扭力曲線圖,由扭力曲線分佈可看出,該引擎具有低轉速高扭力,及高原式扭力曲線之雙重特性。
扭力與馬力

馬力與扭力說明7123馬力與扭力說明6333馬力與扭力說明2494
馬力與扭力說明3638
引擎馬力曲線是根據測試時所量測到之扭力值繪製而成。圖中藍色者為扭力曲線,紅色為馬力曲線。
扭力和馬力的關係是什麼呢?在引擎測試時,所能測到的是扭力值,馬力是由扭力與引擎轉速算出來的,所以扭力與馬力是在同一個測試中得到的。在「馬力」篇已經介紹過,馬力其實是功率的單位,而不是力;並且「功率=力量*速度」,馬力是功率,在旋轉運動中,扭力是力量,而轉速是速度,所以馬力是扭力與引擎轉速的乘積。但其中牽涉單位及旋轉與直線運動間的轉換,所以詳細算式就不在此列出。

常見的單位

常見的扭力標示單位有kg-m、lb-ft、Nm三種。在臺灣一般多使用kg-m為扭力單位,歐洲常以Nm標註,北美則多採用lb-ft為扭力單位。


所謂的德制馬力是指ps,也就是德文pferdestarke的縮寫,當初最先被DIN(Deutsches Institut fur Normung,德國國家標準局)所採用,也接著被歐洲其它國家、非洲以及日本所採用,但如今已被歐洲經濟共同體於1992年正式宣佈廢止而改採公制kW。然而由於一般歐洲與日本大眾仍然習慣舊制,因此歐洲與日本的車廠仍然在歐洲與日本的市場使用ps作為引擘規格的馬力單位。是的,歐洲與日本,包括了德國在內,都還是使用所謂的「德制」馬力,ps。大家可以去bmw.de、mercedes-benz.de、toyota.jp等歐日網站看看,所有的馬力單位都是以ps列出。所以以今日的使用情況而言,與其說「德制」馬力,不如說是「歐日制」馬力。

而另一大標準,SAE net hp,則是來自美國的汽車工程協會(SAE, Society of Automotive Engineers),目前被大部分不使用ps的其它國家所使用,稱為「美制」馬力或許也相當恰當。

SAE net hp與ps的轉換公式如下:
1 ps = 0.9863201652997627 hp
也就是hp略大於ps,也就是如果真要說哪一個單位比較「實」,那就是「美制」馬力了。

至於bhp(brake horsepower),中譯為「制動輪馬力」,指的是在引擘傳動軸上直接測量的馬力,是最不準確的測量方式(因為省略了許多實際應用上的必要機件),早年被美國採用,但早在1970年代便已遭廢止而改用SAE。但就像ps,由於一些特定市場(如英國)的大眾還是習慣舊制,一些廠商也就樂於在那些市場使用bhp,反正數字高些也好看些。但像idf12342000居然只因bhp中文翻譯中有個「輪」字就把bhp當作是「輪胎」馬力,我還是頭次見識到,也實在是很荒謬的。輪胎馬力縮寫為whp(wheel horsepower),在後驅車上就是rwhp(rear-wheel horserpower),在前驅車上就是fwhp(front-wheel horserpower),和bhp真是一點直接關係也沒有。


另外一種顯而易見的換算標準是:

1英制馬力(HP)=550 Ft-Lb (F)/Sec=0.746Kw(仟瓦)=0.707BTU(英熱
單位)/Sec
1公制馬力(PS )=75 M-Kg(F)/Sec=0.735Kw(仟瓦)=0.175Kcal(仟卡)
/Sec
經過換算後可得知,一英制馬力略大於一公制馬力。
1英制馬力(HP)=1.014公制馬力(PS);1公制馬力(PS)=0.985英制馬力(HP)

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好文章  發表於 2018-7-15 10:30
終於懂了!!!好文!!!!  發表於 2015-8-23 22:36
讚: 5
精品文章!!受益良多!! 感謝分享~  發表於 2012-10-17 13:37
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網友回覆19

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補充一下:
馬力(Horse Power)是指在一段時間內作工的單位 一馬力是一匹馬能作工的時率量度
相當於每分鐘33000呎磅的功,換句話說如果在一分鐘內將33000磅的物品舉起就代表正以一匹馬力功率作工,每分鐘花費一匹馬力的能量.
James Watt 瓦特衛了推銷它的蒸氣引擎而發明了"馬力"這個功率單位,已有兩百年的歷史
--------------------------------------------------------節錄自汽車雜誌
簡述馬力扭力如何區別?

經常有人問,一輛車的性能好壞該怎么看?有人說看它的馬力(Horsepower),可是很多專家說看扭力(Torque)。

馬力和扭力這個問題,通常很多人都搞不清楚,如果用專業的用詞來解釋,可能會有更多人陷入迷思中,永遠無法了解,我們就用簡單的方法來看這個問題吧。

其實,馬力大最高極速(Max Speed)就大﹔扭力大,瞬間加速的力道就大,簡單來說,起步或突然加速時會比較快。

舉個簡單的例子來說,一般商用車輛的扭力輸出值都相當大,所以這些車子在低轉速(大約2500rpm到4000rpm)區域內,瞬間加速力道都很強。但是弱點是馬力輸出比較小。

因此,我們看到一些貨車在紅燈起步時,可能不遜于汽車,但是在高速公里上,即使不限制時速,它們也很難上到120公里的時速。

再舉個汽車的例子。一輛1.6公升馬力為115匹的Civic和一輛2.0公升,馬力同樣為115匹的Golf比較。兩輛車的最高極速應該相去不遠,不過,Golf的最大扭力是16.9kgm/3200rpm,而Civic的最高扭力是14.6kgm/5500rpm。

在低轉速區域時,Golf的表現會比Civic優異,時速從0到100公里的加速,Golf肯定也占了優勢。但當時速超過100公里后,兩輛車的表現,就得看誰的齒輪比配搭得比較得宜了。

取材BCCarNet Yangtze River 03.8發表

回覆 #1 kingwu220 的文章

簡單來說:馬力是功率的單位,而功的定義是一定的力量能使物體位移多少,即力x位移,現在我們知道功的定義之後要了解功律就不難了:功率就是單位時間內能作多少功即作功的快慢,所以才會有馬力與快慢有關這種說法,而汽車扭力講的是引擎或者是車輪所輸出的扭矩:力x圓周運動的半徑,以引擎來說他的半徑指的是曲軸,輪胎指的是差速器最終傳動齒輪的半徑,如果輪胎的半徑太大則代表車子前進阻力對輪胎所造成的力矩太大,這樣加速性並不好,另外為什麼引擎扭力和馬力不成正比,這就和容積效率有關了,引擎在大馬力的時候因為速度過快,汽門打開時間縮短,會造成進汽不足排氣不靜的缺點,此時進來的混合汽不足,燃燒轉換出來的熱功就不夠,所以此時熱對活塞作功的力不夠, 當然活塞對曲軸所造成的力矩就不夠大,所以作功的大小和作功的快慢是兩回事
5#
tim8993 2007-11-24 16:01 只看這個作者
謝謝各位大大詳細的說明讓我個位新手對這方面比較有了解馬力與扭力說明2753
原來是這樣喔!
這我了解了不少~馬力與扭力說明861
以前只知道跑的快舒適度好就是一台好車
7#
hsienrx 2008-3-31 13:28 只看這個作者
這篇專業
一定要推一下的啦!!馬力與扭力說明2527
拜讀完畢 推一個~ 謝謝!~馬力與扭力說明9919
我很同意日常生活用車 "扭力" 比較實用
所以廠商 才會推出可變進氣系統(汽門揚程可變)
HONDA VTEC  
NISSAN VVL  
TOYOTA  VVTi  
MITSUBISHI  MIVEC
等等...
都是可以改善低速扭力不足(4汽門低速變成2汽門 高速變回4汽門 )
現在廠家都推出可變機構 來對付高油價時代馬力與扭力說明5330

回覆 #9 風幻靈希 的文章

小弟不才,提出一個疑問,那機車可以 "4汽門低速變成2汽門 高速變回4汽門 " 應用這種

技術嗎?還是有其技術限制呢 ? cc數太小,所以效益不大? 還是因為機車空間不夠,無法

容納下其相關零件??  如果這技術可以用在機車上又不會增加太多成本,那其實挺不錯的