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重卡大马力大排量成“主角”,发动机排量、马力和扭矩三者啥关系?

发表时间:【2019-04-10】
  

“大排量=大马力?”


在许多老司机印象中,往往认为“大排量=大马力”然而当我们仔细查数据时就会发现,同排量的汽油机,功率往往要比柴油机大许多。有人会说,这是因为燃料不同。但你再看看,他们的扭矩是不是相差并不太大?那么,咱们就来追根溯源,聊一聊发动机排量、马力和扭矩这三者之间有啥关系?


01 | 粗壮就有劲 大排量有大扭矩


发动机运行的原理是依靠燃料的燃烧迸发出一个力来推动活塞,进而带动曲轴旋转。所以,一切的开始,都来自于活塞受到的这么一个推力。

 

那么我们想象一下,当活塞运行到上止点,内部燃料燃烧,气压上升,这时候气缸内部相当于“刮起了一阵风”。这时候,活塞的上表面相当于风中竖起了一把伞。“伞”的面积越大,受到“风”的吹力越大,因此,缸径越大,活塞上表面的面积就越大,受到的冲击力自然也就越大。


而另一方面,我们再来看一看活塞的“行程”。


这个简易的活塞运行的动图,是不是和咱们骑自行车时踩脚踏板非常相像?其实就相当于曲轴的直径。也就是说,活塞行程越长,曲轴半径就越长。根据杠杆原理,大家想一下,我们自行车脚踏板的连接杆变长的话,我们骑自行车是不是就更省力了?所以,活塞行程越长,曲轴的半径就越长,发动机输出的扭矩也就越大。

 

因此,缸径越大、活塞行程越长,发动机输出的扭矩就越大。而缸径和行程又决定了发动机的排量,所以总结起来就是:发动机排量越大,输出扭矩就越大。


02 | 大扭矩不一定有大马力


“功率=力 ✖ 速度”,这个关系式相信许多卡友都了解。根据这个公式,我们想做出一个大马力发动机的话,就需要让“扭矩”和“转速”两者之间至少有一个能做到很大。

让“扭矩”变大,方法前面已经说过了,就是增加发动机的排量。无论是乘用车还是商用车都在使用这种方法来提高马力。

 

但是,在赛车领域,一般都会对发动机的排量进行限制。例如大家熟知的为狂野的F1赛车,从2014年开始,发动机排量只能为1.6L,那该怎么办呢——提高发动机转速。曾经F1赛车转速已经超过了20000转,就是为了能够有较大的输出马力。


03 | 卡车为何用柴油机?


然而,如果发动机长时间在高转速区间运转的话,一方面油耗会比较高,另一方面耐久性也会降低——想想的赛车发动机吧,油耗和耐久性都不是我们能承受得起的。

 

也正因如此,转速低、油耗小、可靠性高的柴油机相比于汽油机来说更能受到卡车、工程机械这些需要长时间带负荷运转的生产工具的喜爱——而不是许多人所说的“柴油机扭矩大,有劲”,只要功率够,扭矩完全可以通过减速机构来进行放大。

 

早年间由于柴油机技术难度大,新中国的第一台汽车——解放CA10采用的就是汽油机。直到80年代,一汽解放才依靠CA141迈进了柴油化时代。据一些老司机回忆,当时的汽油货车哪都挺好,就是油耗太高,跟身边的柴油车放在一起完全挣不到钱。

 

同理,乘用车采用汽油机也并不是因为他的转速高跑得快——这点一样可以通过变速机构来进行调节——而是因为汽油机噪音低,振动小,舒适性高。作为消费品来说,这些优点真的至关重要。而油耗高和可靠性低这两个缺点放在行驶里程相对不高的乘用车上来说,也算不上什么大事了。


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