汽車發動機的兩個參數馬力和扭矩,哪個更能體現動力性?

同樣排量的發動機一個馬力稍大些,但扭矩卻小些,另一個相反,若比較動力性,誰更強?
可以以下面幾個例子說明。
謝謝~


一句話:功率就是乘上了轉速的扭矩。

所以說功率就是扭矩嘛,功率大就是扭矩大,扭矩大也是功率大。

問題的關鍵在於轉速,要看每個轉速下最大功率(扭矩)的大小才有意義。

下面我會用增壓機和NA機的對比,和柴油機和汽油機的對比來解釋。

圖中實線是寶馬F30代328i上的N20B20四缸2.0T增壓發動機,最大功率245馬力,最大扭矩350NM。

圖中虛線是寶馬E90代330i上的N52B30六缸3.0自吸發動機,最大功率258馬力,最大扭矩310NM。

儘管老330i的功率更大,但是新328i的加速時間更快。好多人說328i加速快是因為它最大扭矩350NM比310NM大,但其實這麼說不準確。真正的原因應該是增壓機1000轉到6000轉範圍的最大輸出功率更大,所以加速更快。330i的最大功率是大,但是只有6000轉以上那一小段功率比328i更大,但加速是一個動態的過程,轉速會從低往高掃,升檔之後繼續掃,用到6000轉以上接近紅線那一小段的時間所佔比例相對是比較少的。也就是說在6000轉以下的工況,都是328i能提供更強的動力的,所以實際加速更快。

當然,這是一個相對簡略的解釋,實際還是要考慮傳動比和換檔時間的。下面,再講一下考慮傳動比的問題。這回是柴油機和汽油機對比。

兩台都是奧迪的3.0升V6發動機,紅色是柴油機,黑色是汽油機。很明顯柴油機的最大扭矩更大,汽油機的最大功率更大。

假如兩台機器的傳動比一樣的話,在4000轉以內,柴油機的加速是有優勢的。但是柴油機最高轉速只有4500轉,那過了4500轉咋辦呢?那就升檔了啊!升檔的話傳動比降低,加速度瞬間會小一截,瞬間就被汽油機拉開距離了。因為汽油機一直可以拉到6800轉再升檔,顯然汽油機後勁會更足。當然,柴油機因為本身扭矩大,傳動比一般都會比汽油機小一些,所以不會真的那麼頻繁地換檔。但是傳動比減小的話,扭矩就打了折扣,加速還會變慢。所以啊,這兩台機器要是裝在同一台車上,肯定還是功率更大的汽油機加速更快的。

結論:動力性不止是最大扭矩和最大功率兩個參數,還要看每個轉速下的扭矩(功率)和轉速範圍。


經典問題,老生常談,我來嘗試總結概括一下。

這個問題應該是汽車愛好者和媒體很多時候經常討論或者爭執的一個問題,排名靠前的幾個答案說的沒錯,主流認知的所謂扭矩越大加速越快的說法,在有變速箱的汽車上,不能說是錯的,但是毋庸置疑是片面和有誤導性的。我剛開始學習汽車的時候,在大一就被這種似是而非的論調迷惑過,不過大一暑假的時候就徹底搞清楚了。看著晒圖和公式的這些年輕人,想起追求真理真相的那股衝勁兒,當時自己也是這樣過來的,非常感慨。

只不過經過了這快十年的沉澱,現在這一切早已瞭然於胸,開過的車和做過的動力系統都有些量了,看這個問題也比較清晰簡單,可以做以下幾個簡單的總結性陳述。如果你看了下面幾段話,都能明白他的意思,你應該是比較透徹地理解了在汽車領域內,發動機扭矩、馬力、加速以及極速之間的關係。我會從三部分來總結這個問題。

I. 事實
II. 對於事實第二點主流觀點的一些評論和第二點的本質原因
III. 實際生活中的重要理解

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I. 事實
1. 最高車速由最大馬力決定。(毋庸置疑的)
2. 任何車速下,車輛的加速度由當時發動機輸出的最大功率決定。(容易有爭議的)

II. 對於事實第二點主流觀點的一些評論和第二點的本質原因
扭矩越大加速越快在同一檔位的情況下是沒錯的,可是這就等於在說你是你媽生的,是廢話,錯不了。

仔細想想這是對問題的以偏概全和偷換概念,因為真正比較加速不是這個比法,肯定是要在相同車速下,進行不同檔位的比較(才能比出到底是扭矩還是功率是加速的本因)。所以同時比較一個自然吸氣發動機2檔6000轉(最大功率轉速)扭矩小但是功率大和3檔4000轉(最大扭矩轉速)扭矩大但是轉速小的加速區別,顯然是2檔快。原因就是3檔扭矩雖然大,但是檔位高所以扭矩要被變速器削減(按照3/2檔位的比例),而削減完後輸出端的扭矩和2檔輸出端的扭矩相比,比例正好是他們功率的比值,所以本質原因還是比功率。(以上類比適用於任何低檔位高轉速和高檔位低轉速,只要W.O.T全油門,只要在可行轉速範圍內,都是低檔位的加速快,因為功率大)


這裡斗膽給出一個個人認為最精簡回答,就變速箱理論方面。如果有更精鍊完善的方法,希望大神賜教,汽車的動力系統里加速看功率的本質物理學原因是:
扭矩在轉動坐標系變換(換擋)的情況下是變幻量(根據齒比的變化反比例變化),而功率是坐標系變換的不變數。

感慨一下,其實要是沒有轉動坐標系這個東西,就沒這麼多confusion了,可偏偏汽車發動機輸出的是扭矩而且轉速是有區間的。。。所以才會有變速箱這個東西。。。所以。。。
(還不知道為什麼發動機有怠速和紅線??在之前我的回答里可以找到答案發動機輸出最大扭矩時的轉速為什麼會出現一個範圍?而有的則是一個定值? - 汽車 - 知乎)

III. 實際生活中的重要理解
這還沒完,對於大多數不是工程師的人來說,跟他說上面的加速靠功率還是比較不直觀的,還容易把他們搞暈。所以對於想買車的人我一般的解釋方法都是,加速不光看(一台發動機的)最大功率,還要看(這台發動機的)最大扭矩。任何狀態下的加速是取決於當時的功率(不是這台發動機的最大功率),最大功率(發動機的)如果相同,扭矩越大就意味著動力系統越飽滿,也就是所謂的低速扭矩(這個時候也就是低速功率)越多,也就是當時駕駛時的功率越大,加速越快,生活實用駕駛中動力性越好。這就是為什麼,

相同最大功率輸出下,大排量自吸比中小排量自吸起步和中段加速快。
相同最大功率輸出下,渦輪增壓比自然吸氣起步和中段加速快。
相同最大功率輸出下,柴油車比汽油車起步和中段加速快。
相同最大功率輸出下,電動車加速比汽油車/柴油車快(而且還是在沒有檔位的情況下),也就是有些人標準中的理想動力系統(雖然我不太認同)

第一第二條舉例,
比如同樣是400多馬力的C63AMG(W204)的6.2V8和M3(E90)的4.0V8,起步和中斷加速都是C63更快一些。同理,現在的W2054.0T的C63和W204的C63相比,肯定是新的C63起步和中段加速更快(因為扭矩更大,或者說低扭)

第三第四條應該是顯而易見的。

不過需要注意的,我說的是起步和中段加速(也就意味著是起步中低轉速和巡航低轉速),到了全油門每個檔位輸出最大功率(高轉速區間)的時候,顯然就沒有什麼區別了。

這裡總結一句這部分的概括,實用中車輛的加速性取決於綜合下來可使用的功率,這個要看最大功率和最大扭矩。最大功率決定了多數(變速箱非CVT)速度下車輛加速的最大值,最大扭矩決定了這個最大值在日常駕駛中能夠多大程度地被自然釋放出來。換言之,最大功率決定最大動力,扭矩決定最大動力的可用性。

最後,上面回答中有一部分人我記得提到了最佳換擋時機,這也是理解這個加速靠什麼的本質之後自然能夠明白的一個問題,上面有人說清楚了,這裡就不展開了。這部分我就說一句有用的話就是,不是轉速越高換擋,車的加速就越快,最經典的例子就是斯巴魯的STI(轉速允許你到8000,但是你那個轉速換就慢成傻逼了,7000轉左右換最快)能夠在換擋完產生綜合輸出功率最大的換擋方式才是最快的換擋方式,這個最優換擋轉速對於相同的動力系統不同檔位是不同的,同時基本上都低於紅線值。

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如果到目前為止你都看懂了,那麼恭喜你,你已經比較了解汽車動力系統的基本知識了。同時我覺得上面的總結,應該是系統屢清這個問題最簡潔的辦法了(即使不用任何公式),其他回答都可以被囊括在內,包括他們那些看似很複雜的公式和計算。

如果再簡化到不能簡化,只需要留下下面兩句話(歡迎使用公式檢驗),從這兩句話可以推出上面所有其他回答(如果是正確的)中的結論。

1. 扭矩在轉動坐標系變換(換擋)的情況下是變幻量(根據齒比的變化反比例變化),而功率是坐標系變換的不變數。

2. 最大功率決定了多數(變速箱非CVT)速度下車輛加速的最大值,最大扭矩決定了這個最大值在日常駕駛中能夠多大程度地被自然釋放出來。換言之,最大功率決定最大動力,扭矩決定最大動力的可用性。

大道至簡,汽車的系統就是這麼美。


首先直接回答關於題主的兩個問題
1.汽車發動機的兩個參數馬力和扭矩,哪個更能體現動力性?
2.列表中的哪個發動機動力性更強?

對於問題2,回答是列表信息嚴重不足,無法比較。(說實話,列表列的是什麼,我沒看明白)

大部分人應該對問題1更感興趣,這個問題比較有意思。一般你看汽車網站,汽車雜誌什麼的,編輯似乎喜歡強調這個車扭矩多大多大,百公里加速多少多少,很容易讓你產生一種扭矩大,加速性就好的感覺。
———————Content————————

1.動力性是指什麼?

2.如何理解扭矩和功率(馬力)?

3.扭矩和功率與動力性的簡單關係。

———————沒錯,是我!我是分割線!—————————

  1. 動力性是指什麼?

    通常,對於一般乘用車而言,衡量汽車的動力性的指標有3個:最高車速最大爬坡度加速能力(很多時候會用百公里加速時間來衡量)。

    這3個指標與發動機的性能有極大關係,同時也與車的設計(車重,外形,輪胎選型,傳動效率等),變速箱也都有很大關係。可以看到,這3個指標都沒有對發動機的參數進行直接考量,因此,脫離開車的設計因素,單單拿發動機的參數來評價汽車的動力性,是沒有太多意義的。

    接下來先上一個簡單暴力的結論:不考慮車的設計這方面因素,

    最高車速與發動機最大功率有關;
    加速能力跟輸出到車輪端扭矩有關;最終由發動機功率決定。

    什麼,你說那爬坡呢?
    其實,除非你在考慮買一輛載重貨車或是漢蘭達,一般家用買菜車可以不用太在意這個細節啦。這裡我們就不多討論這個指標啦,我想你應該對最高車速,尤其是加速能力更關心一點吧,太多太多汽車雜誌和網站喜歡告訴你這個車百公里加速多少多少啦。

    ———————基礎———————

  2. 如何理解扭矩和功率。

    首先我們先來看扭矩和功率是什麼東西(我不會告訴你,精髓在英文):

    扭矩可以簡單理解成可以使物體旋轉轉動或轉動趨勢的一個力
    Torque is a force that tends to rotate or turn things.
    如下圖:
    Torque=Force    	imes  Distance


    功率則是做功的快慢的一種量度
    POWER is the measure of how much WORK can be done in a specified TIME 。

    那麼扭矩和功率是什麼關係呢?感興趣的同學可以自己推導一下, 他們之間用數學表達就是:

    P=frac{T	imes n}{9550} ;
    P——Power,單位Kw; T——Torque,單位Nm; n——轉速,單位r/min。

    這個公式很重要,如何理解這個公式是這個問題的精髓所在。

    其實,發動機功率不是直接測量得來的,在台架上可以通過測量扭矩和轉速,根據上面式子算出來的。

    ————————風騷的分割線——————

  3. 扭矩和功率與動力性的關係

    先來看最高車速吧。
    現在,看看上面的公式,那些變數哪些是與時間有關,然後根據你的直覺大聲回答我:

    最高車速是由上面公式中那些變數決定?

    如果你不能回答出來,讓我很傷感,因為第1節就給出答案了你都沒有看,我白寫了(T T)。
    而且很明顯嘛,想想都知道,上面公式中扭矩T和功率P就P與時間有關係,不難猜出來是功率。

    擦乾眼淚,無往繼續帶你用最簡單快速的方法推導一下吧。

    P=F	imes v
    (這個公式我就不推導了吧,中學物理水平)

    最大車速下,汽車的所受阻力只剩下空氣阻力和滾動阻力了。
    滾動阻力基本可以看成是定值,空氣阻力與速度的平方成正比,於是上式可以變成了:
    F=a+b	imes v^{2}

    P=left( a+b	imes  v^2
ight) 	imes v
    a, b是一個常數,你可以理解為a,b都跟車的設計有關的參數,每款車都不一樣。當然汽車設計過程中是不會就這麼粗略去計算a,b這個值的,而是會引入更多的更複雜的公式和模型。這裡只是為了簡單說明問題。
    到此可以得出結論,不考慮車的因素,單單考慮發動機,最高車速由最大功率決定
    PS:如果你們對空氣阻力感興趣,可以跟 @Rosier 聊聊。嗯,就醬!不用謝!

    接下來看加速能力。

    相信你肯定聽過這樣的說法:扭矩決定加速性能」。這個說法到底對不對呢?

    我們還是從源頭說起,根據偉大的艾薩克?牛頓爵士告訴過我們的定律:

    F=m a

    車子的重量 m 一定,要想獲得大的加速度 a ,使輪子轉動的力 F 一定要大。

    根據上面的基礎知識,扭矩不就是使車輪轉動的力嘛,於是:

    frac{T}{r} =ma; T為扭矩,r為輪子半徑。

    到此,我們可以得到第一個初步結論——由於車子的重量 m 和輪胎半徑 r 為定值,決定車子加速的是施加到輪子上扭矩 T

    到這,有同學就說了:我就說了嘛,扭矩決定加速度嘛!
    但是,等等!這裡的扭矩是指「輪子上的扭矩」,我可沒有說是發動機的扭矩啊。

    這時候就該變速器登場啦。

    變速器將發動機輸出的扭矩改變傳送到輪子上,改變的倍數為傳動比GR (Gear Ratio):
    同時將發動機的輸出轉速改變傳送到輪子上,改變的倍速同樣為傳動比GR。
    傳動比你就簡單理解成輸出與輸入的齒輪的半徑之比就好了。

    很繞是吧,關於變速器的作用,你可以記住一個關鍵詞——「減速增扭」就好。當然看得懂下面這張圖更好。
    如果你非要問為什麼要減速增扭,我之前回答過一個汽車為什麼要換擋的問題,雖然答得不好,但是感興趣可以去找來看一下。


    說到這,有同學問了,人家問的是功率大還是扭矩大的發動機動力性好,你扯變速器幹啥?

    別急,剛才說了,變速器的作用其實是——扭矩放大器(Torque Multiplier)!

    也就是說變速器可以將發動機輸出的扭矩放大後傳動到車輪上。

    回到題主的問題,相同的汽車,兩輛功率扭矩相近的發動機,一台扭矩更大,另一台功率更大。扭矩較小的一台發動機可以選擇更大一點的傳動比,從而使輸出到輪子的扭矩更大。

    到此,我們也基本得到結論,發動機的最大輸出扭矩並不能決定汽車的加速性能,通過改變速比可以來獲得不同的到輪邊的輸出扭矩。

    為什麼說是功率決定加速性能呢?我們將上面的公式簡單處理一下,可以得到:

    a=frac{F}{m} =frac{P}{mv} ;

    這個公式告訴我們什麼呢?在一定車重和一定速度下,汽車加速度是由發動機的功率決定的在一定功率下,車速越高,加速能力越小。

    那麼是不是一輛車發動機的最大功率越大,那它的加速性就越好呢?

    舉一個例子吧,如下圖,同樣的車重,變速器一樣,配備下面的兩個發動機,哪一個加速性能更好?哪一個會最終車速得更高?


    最終車速更高的將會是藍色發動機。
    加速性能更好的將是紅色的發動機,為啥不是藍色的呢?
    因為紅色的發動機在大部分轉速/車速範圍內有更大的功率,根據上面的加速與功率關係的公式,同樣車速下,P越大,a也就越大。

    To be continued. 有空再更新吧。

    ----------------更新部分見下面回答---------
    電動車為什麼不需要很多前進檔?電動汽車提速比內燃機快嗎?P85 為什麼加速那麼快? - 無往的回答


如何定義動力性能?怎樣算性能好?


如果定義為:極速(最高時速)越高性能越好;


那麼只要變速箱合適,最大功率越高,極速一定越高,性能越好。
回答結束。

如果定義為:加速越快性能越好;

那麼在給定的一個時間點,瞬時功率越高,瞬時加速越快。

但是現實中比拼加速,比的是某一個時間段內的加速,如:0~100kph、80~120kph、0~400m

而不是某一時刻的瞬間加速度

那麼在加速的這段時間內,發動機做的功越多,整段的加速一定更快。


怎樣讓發動機在某一時間段內做最多的功?

用CVT無級變速,無論什麼車速,發動機轉速都能保持在最大功率輸出的轉速。搞定!


但CVT有CVT的問題,在此暫且不表,下面考慮非CVT變速箱的情況:

首先,發動機的轉速必然隨車速、檔位的變化而變化

車速提升轉速也要提升(二者是否成線性關係由變速箱的類型、工作狀態決定),不可能像CVT變速箱那樣在加速過程中,轉速保持不變。

其次,發動機的瞬時馬力和扭矩實際上是一回事

瞬時功率(kW)=瞬時扭矩(Nm) × 轉速(rpm) × 2π ÷ 60 ÷ 1000

如下圖,瞬時輸出功率的高低分布與瞬時扭矩的高低分布有直接關係。


以某車型為例(同時提供裝備3.0T柴油和3.0T汽油發動機的兩款車型):

3.0T柴油發動機,最大扭矩550Nm,最大功率190kW:

  • 約1700rpm開始爆發高達550Nm的駭人扭矩(瞬時扭矩/功率相當於5.5L排量自然吸氣汽油發動機)發動機功率曲線快速上揚;
  • 超過3000rpm後,隨著轉速攀升,扭矩開始迅速衰減,功率曲線上揚速率持續減小。至4000rpm時,扭矩只剩下450Nm(瞬時扭矩/功率相當於4.5L排量自然吸氣汽油發動機);
  • 超過4000rpm後,轉速的提高不足以補償扭矩的衰減,於是最大功率輸出定格在4000rpm;
  • 至5000rpm時,扭矩已瘋狂衰減至300Nm(瞬時扭矩/功率只相當於3.0L排量自然吸氣汽油發動機);

3.0T汽油發動機,最大扭矩450Nm,最大功率250kW:

  • 約1500rpm開始輸出460Nm的扭矩,扭矩較低,功率曲線的上揚速率較小;然而460Nm的扭矩可以維持到5000rpm,功率曲線上升斜率雖然小,卻夠爬得更高;
  • 超過5000rpm後,扭矩開始衰減,但正好能夠被轉速的提升補償,於是從5500rpm到6500rpm都能夠維持250kW的功率輸出;


假設你駕駛的是3.0T柴油發動機車型,和你死磕的對手駕駛3.0T汽油發動機車型,你們二位發動機轉速都在2000rpm,以同樣的初速開始比拼加速,參考上面功率曲線圖

下面幾種情況你會贏(上藍色區域 vs 下藍色區域):

  • 在城市街道,大家都是文明人,不想炸街,又或者你們都想著要低碳、要省油,於是轉速一到3000rpm都升檔;
  • 你的對手車輛還在磨合期(說明書不讓轉速超過4000rpm),又或者你的對手是小白,剛拿到執照(駕校師傅教導說:轉速都過到3000rpm了,還不趕快升檔!)

下面的情況你會輸:

  • 你的對手降檔,發動機轉速提升至4000rpm,有了約200kW的瞬時功率;此刻你的發動機扭矩雖大,但他有高轉速做靠山,瞬時功率還反超了你最大功率10kW(上藍色區域 vs 下紅色區域);於是你也降檔,轉速升至4000rpm,用190kW的最大功率拼了!但轉速指針劃向5000rpm的過程,扭矩卻開始一瀉千里(上紅色區域 vs 下紅色區域)。這時候要不要升檔?升一檔,扭矩或許能回到強大的550Nm附近,但轉速降低後不知有多少功率可用;不升檔,功率越來越小,感覺有點雞肋;反觀你的對手,用腳趾頭想了一下,檔位不升不降,一路踩油門到6500rpm,功率輸出是漸入佳境。。。(上紅色區域 vs 下綠色區域)

以上對比有些簡陋、極端,但希望能藉此說明一些問題。

總結,扭矩大加速快還是功率大加速快,最終取決於:

  1. 發動機高功率輸出的轉速區間分布要合理,要能用:這必須變速箱的配合,合適的齒比、合適的檔位數才能讓發動機轉速更長時間的保持在高功率輸出的轉速區間。你駕駛過一些4AT或5AT的車輛,就會發現在80kph時速作急加速時,若降兩檔轉速已經去到5500、6000離紅線不遠了,只好只降一檔到3000rpm慢慢磨(4000rpm~5000rpm是大多數買菜車自燃吸氣發動機輸出高功率的轉速區間);所以8AT/9AT不單是為了省油,加速時也很受用。(誠然變速齒比若不合適,過多的換擋也無益)
  2. 發動機高功率輸出的轉速區間要會用:關注性能的你,一定要了解你的發動機在不同轉速的功率輸出,要熟悉你的變速箱檔位、齒比,知道在什麼速度需要急加速時,最合適用幾檔;例如:在國道上必須要超越前方的大貨車,降檔太多太少,發動機輸出高功率的區間都得不到充分發揮。最好的情況下是你超車的過程,剛好用完了發動機的高功率輸出的轉速區間,其間無需進檔(加速過程中換擋浪費時間浪費動力,所以需要DSG/DCT/PDK 雙離合變速箱)。

另外,發動機在高轉速(例如:5000rpm或6000rpm以上)雜訊大,會削弱你對加速(推背)的感覺,或者說會提高你對加速感的預期。因此,不考慮變速箱齒比、駕駛技術,不做肩並肩比對的情況下:

同樣型號的發動機,一個低轉速大扭矩調教,一個高轉速高功率的調教,尤其在城市街道駕駛,你會覺得前者動力性能更強;

同樣最大功率的發動機,一個自然吸氣(排量較大,最大功率輸出轉速接近6000rpm),一個渦輪增壓(排量較小,最大功率輸出轉速在4500~5000rpm),不考慮氣壓的影響(自然吸氣發動機輸出功率受海拔、氣壓影響較大),你會覺得後者動力性能更強。


看一下法拉利2004年的F1賽車

嗯,看上去很厲害。

那麼讓我們來看一下功率扭矩圖:

白線是扭矩,最高大概在350多一點。等等,帕薩特2.0T發動機的扭矩都有350牛米好不好!

再來我們看功率,也就是紅線。恩,大概在800匹多一點,具體一點的話大概是865bhp。

看到這裡,相信大家都知道功率和扭矩之間哪個更重要了吧?

我猜這時候會有人跳出來說,你看帕薩特那麼重,人家F1那麼輕,自然是輕的車更快一些。可是如果這樣的話,F1為啥還要花錢造發動機呢?直接把帕薩特的發動機裝在賽車上就搞定了嘛。

那麼既然扭矩都差不多,憑什麼人家F1發動機能有800多匹,而帕薩特只有200出頭呢?關鍵就在於轉速。

圖中橫軸就是轉速。可以看到,紅線最高點對應轉速大概在一萬八千多轉,而帕薩特的紅線最多只有6500。也就是說,翻了近三倍。

那麼結論就很明顯了,功率這個值是綜合了轉速和扭矩這兩個參數的。功率大的發動機,不是扭矩大,就是轉速高,或者兩者都有。有人說低轉速扭矩對日常駕駛更有幫助,所以更重要。那是當然的,低扭高的車低轉速功率也大,到頭來還是功率大唄。

所以兩台功率相同的發動機,實際表現不會相去甚遠。畢竟變速箱可以把轉速降低,扭矩升高。但是兩台差不多扭矩的發動機,只要轉速不同,功率也會天差地別。

就好比孩子的媽媽說,這孩子是我的,就一定是她的。但是爸爸說這孩子是我的,可能是鄰居王大爺的也說不定。


功率的大小反映了發動機在高轉速下維持扭矩的能力。很多人都沒有意識到功率和扭矩的關係。


這個用柴油發動機和汽油發動機的具體案例一比較就很清楚了吧,「魚非魚」的答案我覺得道理上已經講的清楚了,只是沒有具體例子做參照。其實只要拿一台柴油SUV和一台汽油SUV比較就很清楚了,柴油機單講扭距隨便秒一台高端汽油車機,可整車比加速度是比不上的,因為發動機轉速上不去,再經過變速箱減速傳到輪胎和推動車身也比不上幾倍高轉速的汽油機,哪個敢說柴油車的扭距大,加速度就好,運動性就好?


本來老毛病犯了,想寫公試,後來覺得不會有人看。
好在市面上有種叫Q50的車,完美地解釋了這個問題
請看圖。



註:Q50的3.7升車型最高時速250是因為電子限速了。

兩個一樣的平台,幾乎一樣的車重,一樣的7AT,功率,扭距,時速,加速數據告訴我們:功率決定了車輛的最高時速和加速能力。

但是我說明一下,T機頭因為發力早,所以功率曲線下面積大,所以同功率的T機和NA機,還是T機加速稍強一點,但絕不是和扭距成正比。


11月12日更新
和 @魚非魚 私信討論了一晚上,基本達成共識。
他的答案,討論的是直接彈射起步跳過低轉速情況的理想極限理論;
我的答案,討論的是一般起步的現實普適理論。
儘管我認為有些東西不能忽略,但看問題的角度不同,得到的結果也不同。

+++++++++++++++++++開始答題++++++++++++++++

下方看圖說話,原諒我只有書本,沒有電子版
書本為德國某頂尖大學汽車專業教材


左圖是發動機工況圖,x軸為發動機轉速,縱軸為發動機扭矩
實線為扭矩曲線,虛線是發動機最大功率(定值)。
由於扭矩M與轉速n的乘積和功率P成正比,所以作為定值的P在圖中是反比例函數曲線。
扭矩曲線和最大功率曲線相切於一點,這一點,是發動機實際輸出最大功率點。
這一點往往比扭矩最大點來的遲一些

由於實際駕駛中變速器檔位的原因,忽略其中的損失,其輸出扭矩=發動機扭矩×傳動比
檔位越低,傳動比越大,你想像下左圖曲線的每個點數值乘個倍數,就會變成右圖中的1至4檔扭矩曲線。

由於輸出轉矩÷輪轂半徑=牽引力牽引力÷汽車質量=加速度
所以牽引力曲線和加速度曲線見下方左右兩圖。


右圖中實線為理想情況加速度曲線,虛線為實際情況加速度曲線(考慮車身重量在低速時的阻力參數e&>1)

說到這裡,你會發現,虛線就是實際情況不同檔位的加速曲線,那麼,我們該怎麼換擋呢?

如上圖

如上圖
當不同檔位加速度曲線相交時,就是完美的換擋點,因為高檔位加速度大於低檔位
而這個點位確實需要你轟油門轟到很高轉速,因為往往在每個檔位的末端
而我們平常採用的換擋點都比較靠前,所以換擋時會有加速度的突變,低檔時可能會產生頓挫。
這個問題可以通過改變轉矩曲線,或者增加檔位來改善。

講了這麼多,感覺你如果仔細看的話應該能讀明白了。
那麼,回到最初的問題,汽車的運動性到底靠什麼?
其實,這是個綜合的因素,和很多方面都有關,比如最大功率、最大扭矩、扭矩曲線、檔位設置等等。
比如,你增大了最大功率

如右圖紅色虛線所示,相應的每檔扭矩曲線如綠色實線,加速度曲線類似變化,你自己大概畫畫,加速度均值是比之前提升了。

如右圖紅色虛線所示,相應的每檔扭矩曲線如綠色實線,加速度曲線類似變化,你自己大概畫畫,加速度均值是比之前提升了。

再比如,你改變扭矩曲線,其加速度曲線相應改變,其加速性能隨之改變。
描述轉矩曲線,也就是發動機工況的參數有兩個,
em=最高扭矩÷達到最高功率時扭矩
en=達到最高功率時的轉速÷達到最高扭矩的轉速
如下圖


所以,來個表


上述這兩個參數em和en,其值越接近1,其運動性越好(見上圖)

設想一下,如果兩個參數都為1,其曲線應該是什麼樣子?
不能想像,就是發動機扭矩最高值和功率最大值在同一轉速達到(如下圖紅色曲線)


如果你之前都明白了,相信你能理解,這樣,確實加速度能更高。

+++++++++++++++++結論++++++++++++++++++++++++==

所以,最後的結論是,想讓車運動性最好,最大馬力盡量大,最大扭矩盡量大,檔位盡量多,換擋盡量完美,發動機工況曲線中兩個參數盡量為1,等等等等


其實,這也只是理論


實際情況,遠遠比這還複雜。


2014-11-07

++++++++++++++++11月10日更新++++++++++++
出去玩了幾天,沒想到這個話題引起這麼大爭論,好多同學都積极參与到討論中來。

我把下面的評論再回復一下

你後面畫的綠線的圖,是不是說明只要功率增大,每個輸出速度下的最大加速度都上升?如果你只增大低轉下的最大扭矩,那麼對每個輸出速度下的最大加速度幾乎是沒有影響的。然後在最大扭矩不變的情況下,你想想減小em和en的作用是什麼?是不是增大最大功率?而在最大功率不變的情況下,增大最大扭矩,是不是em和en不一定會減小,反而可能會增大?em和en越小,動力性能越好,只是在最大扭矩不變的時候成立。而最大扭矩一般代表了發動機的技術,也一般是同排量同類型發動機的瓶頸所在。

轉速跟汽車速度是兩碼事。理論上任何一個速度下,都可以達到任意想要的轉速。

@魚非魚的質疑

質疑1:然後在最大扭矩不變的情況下,你想想減小em和en的作用是什麼?是不是增大最大功率?


em=最高扭矩÷達到最高功率時扭矩
希望em盡量小,在最高扭矩不變的情況下,是希望發動機在達到最大功率時的扭矩盡量大;換句話講,就是扭矩在過了峰值後不要衰減的太厲害,越能保持高扭矩越好。與最大功率是多少無關!
en=達到最高功率時的轉速÷達到最高扭矩的轉速
希望en盡量小,是希望達到最高扭矩的轉速與達到最高功率的轉速盡量接近。與最大功率是多少也無關。

回答:然後在最大扭矩不變的情況下,我想了想減小em和en的作用如上所述。不是增大最大功率!
=================================================
質疑2:而在最大功率不變的情況下,增大最大扭矩,是不是em和en不一定會減小,反而可能會增大?
回答:最大功率不變的情況下,增大最大扭矩,em和en怎樣變不一定,可能增大,可能減小,可能不變,可能一個增大一個減小,一切要看具體的工況圖。
===============================================
質疑3:轉速跟汽車速度是兩碼事。理論上任何一個速度下,都可以達到任意想要的轉速。
回答:我同意,理論上任何一個速度下,都可以達到任意想要的轉速;但是不要忽略,你想要達到5000轉,必須要經過4000轉這個區間哦,難道這個區間的加速度就不考慮了么?

@楊明的質疑:

圖不用畫了,基本的物理概念不搞清楚,畫的圖越多,就越糊塗。 你拿出徳國人的教材,搞了一大堆的圖,費了半天勁,得出一個錯誤結論,可惜了你讀書付出的時間、金錢、…… 「馬力」是怎麼定義的?1秒鐘時間,把75千克的物體提升1米,就是1馬力。 定義里沒有拉力,沒有步幅,沒有步頻,更沒有怎麼「換檔」,1馬力就是1馬力,無論如何組合,做功能力是相同的,如果你能通過某種組合,得到更大的做功能力,那你就發明永動機了! 無論蒸汽機、電動機、內燃機,最終都表現為一根旋轉的軸,功率相同的情況下,無論你的轉速與扭矩怎麼組合,它的做功能力都是一樣的。扭矩可以任意放大,如果扭矩大做功能力就強,那不是現成的永動機么?此其二。 大道至簡。定義馬力的人沒有畫一大堆圖,但他是真正的學者,他忽略所有枝節,緊緊抓住本質

回答:我懂了,以後賽車應該比誰油箱大,誰的油箱大誰跑的遠,緊緊抓住本質!另外我會和德國教授聯繫一下,說他們的書有問題。謝謝你的初中物理知識講座,受益匪淺!


可能我答案太長,有些朋友沒看完,我把最核心的寫在這

加速度=(牽引力-阻力)/車重,車重一定,任意給定速度下阻力也一定,所以加速度決定於牽引力。
牽引力=輪上扭矩/車輪半徑=發動機扭矩*扭矩的放大倍數/車輪半徑=發動機扭矩*(發動機轉速/車輪轉速)/車輪半徑=發動機功率/(車輪轉速*車輪半徑)。車輪半徑一定,在任意給定速度下,車輪轉速是一定的,所以看加速度能達到多大的水平,就應該看功率.

-----------
我先說這個問題的正確答案,對於發動機來說,汽車的最大加速度理論上只與最大馬力有關只是因為日常駕駛,汽車很少運行在最大馬力的狀態下,我們才要關心最大扭矩

對於非汽車專業的人來說,這個結論可能很聳人聽聞。不對吧,最大功率(即最大馬力,區別只在於單位量綱)應該是決定了最大速度啊,功率是移動車輛做功的速度啊。最大加速度應該是最大扭矩決定的啊,扭矩越大,傳導到車輪上的力矩就越大。所以加速度就越快啊!實不相瞞,我曾經也被這種觀點蒙蔽過。後來查了不少資料,才總算解了惑。

我這裡用兩種不同的方法,證明為什麼功率決定了加速度,都是高中物理

方法一:功率=牽引力x速度,P=FV。在每個給定的汽車速度下,功率越大,也就是牽引力越大(注意牽引力跟扭矩並沒有直接關係);而牽引力越大,加速度也就越大(給定速度下阻力也是一定的)

方法二:動能=功率x時間,E=PT。車的動能等於二分之一的質量與速度平方的乘積(1/2*m*v^2)。同樣從速度a到速度b,增加的動能是一定的。而功率越大,所需的時間也就越小。

這兩種描述的方法,都對實際車輛運行有一定的簡化,對於第一種方法,有發動機輸出功率並不等於輪上功率的問題。對於第二種方法有動能增加的過程中,發動機做功有通過各種摩擦變成熱能損耗的情況。

不過想必看到這裡,你已經開始懷疑最大扭矩決定最大加速度這種說法了。下面開始更詳細的講解。

首先,功率和扭矩並不是無關的兩個變數。功率=扭矩x轉速, P=Tw。功率和扭矩是直接正相關的。那你可能要問,為什麼有的車最大扭矩大,但最大功率小;有的車最大功率大,但最大扭矩小呢?

這是因為,一個發動機的最大扭矩大,並不一定在各個轉速下扭矩都大。如果一台發動機偏低轉發力,比如柴油發動機和渦輪增壓發動機,那麼雖然它的最大扭矩大,但最大扭矩時的轉速低,二者的乘積並不大;而高轉時扭矩又太低,二者的乘積依然很小。而發力偏高轉的發動機,比如本田的VTEC發動機,最大扭矩在很高的轉速出現,此時二者的乘積也能達到非常大的水平。

因為這種功率等於扭矩和轉速的乘積的關係,對於一個發動機,在轉速超過了最大扭矩區間以後,最大功率卻可能是上升的

那麼問題來了,當汽車以某個檔位行駛的時候,因為我們一直踩油門加速,轉速會不斷升高,以至超過最大扭矩輸出的轉速區間,此時扭矩在下降,功率在上升,在超過最大扭矩兩秒之後,現在轉速已經到達了最大功率區。現在我們有兩個選擇,一:繼續維持現有檔位,保持最大功率。二、選擇升檔,降低轉速,使得轉速落在最大扭矩區。這兩個選擇哪個可以達到更快的提速?

你是不是覺得應該選擇第二個呢?但其實正確答案是一,雖然此時檔位不變,扭矩輸出相比兩秒之 前已經減小,車的加速度確實在下降,但已經到了這個地步,繼續在該檔位死撐,比升檔降轉速到最大扭矩區的方式加速度更快。

看到這你是不是又覺得我在胡扯?既然『兩秒前的最大扭矩轉速的加速度』比『現在的最大功率轉速的加速度』高,為什麼『現在的最大扭矩轉速的加速度』反而比『現在的最大功率轉速的加速度』低呢?

實際上,真實的大小關係是這樣的『兩秒前的最大功率轉速的加速度』&>『兩秒前的最大扭矩轉速的加速度』&>『現在的最大功率轉速的加速度』&>『現在的最大扭矩轉速的加速度』。實際上在兩秒前,你檔位放的太高了,轉速太低,以至於兩秒前你在最大扭矩轉速的時候,根本沒有達到這輛車能達到的最大加速度。

這裡就要涉及變速箱是起什麼作用的了。

發動機的轉速大家知道是很高的,幾千轉,但車輪是不可能以這麼高的轉速運行的。而且發動機的扭矩一般也就上百牛米,而扭矩=力x力臂,如果車輪上是同樣的扭矩的話,因為力臂比發動機曲軸更短,反而力更小。假設車輪半徑是0.3m,扭矩是90nm的話,牽引力才只有300牛頓,差不多相當於一條30公斤的大狗所受的重力,是不可能能驅動汽車這個一噸多的龐然大物的。

那麼汽車傳動機構的作用,就是根據功率=扭矩x轉速的原理,把轉速變慢,再把扭矩放大。越低的檔位,這個放大的倍數就越明顯,就越是低轉速,高扭矩。所以這是為什麼爬坡要用低檔,超車要降檔(只要你的轉速沒有超過最大功率轉速)的原理。

那麼回到我們剛才的問題,為什麼升高了檔位,達到最大扭矩以後,加速度反而下降了呢?因為在車速一定的情況下,升高檔位,降低了轉速,意味著減少轉速縮小的倍數,也就是扭矩放大的倍數。此時雖然發動機扭矩變大,但車輪上的扭矩卻是減少了

所以說,認為最大扭矩決定了最大加速度的同學,在兩步推理裡面,其中一步是錯的。車輪上的扭矩確實決定了汽車的加速度,但車輪的扭矩卻不是發動機的扭矩決定的,而是發動機的扭矩和轉速共同決定的,也就是發動機的功率決定的。同樣的扭矩,轉速越高,對於一定的汽車速度,也就可以用更低的檔位,更高的放大倍數,去放大發動機的扭矩用公式來說,就是:

輪上扭矩=發動機扭矩*扭矩的放大倍數=發動機扭矩*發動機轉速/車輪轉速=發動機功率/車輪轉速

理論上,一台發動機扭矩可以非常小,但只要轉速極高,達到上百萬轉,一樣可以讓汽車加速非常快。只不過承受這麼高轉速的發動機和倍數如此大的變速箱目前還造不出來。

現在 大家明白了吧?

不過可能好奇的同學此時又要問,那為什麼很多汽車媒體在評測車的時候還要提最大扭矩呢?這是因為兩個原因:
一、因為不存在完美的無級變速器,可以使發動機一直維持在最大功率的轉速,所以在升檔的過程中,轉速可能會掉到比較低的區間。對於沒有彈射起步模式的汽車來說,起步初段要用到比較低的轉速下的功率。而最大扭矩高低常常能反映較低轉速時功率輸出怎麼樣。但此時更好的辦法是去看實際的功率輸出曲線。

二、日常駕駛,我們很少會用到六七千轉那麼高的轉速,此時雖然加速快,但噪音大,抖動大,油耗高,既不經濟也不舒適。而家用車則是追求經濟舒適的。一台車最大功率較低,最大扭矩較高,一般說明這台車的發動機偏低轉發力,能更好的平衡經濟性、舒適性和動力性。

另外不排除國內有些媒體加速度到底是由什麼決定的這個基本問題沒搞懂。

對於發動機研發來說,扭矩是發動機的最重要特性,但對於用戶,如果要追求極限動力,還是看最大馬力就可以了。這也是為什麼國外權威的媒體比較動力性,只看最大馬力/車重。不看最大扭矩/車重的原因

如果你追求的是動力性和油耗的平衡,那麼看參數的話,對於同排量的汽油和柴油的自然吸氣發動機,你應該看最大扭矩。如果你還要 考慮噪音,那麼應該看1500-3000轉的扭矩輸出。不過要注意的一點的是,雖然渦輪增壓發動機常常在這一區間扭矩優勢很大,但因為渦輪運轉本身有噪音,所以並不見得舒適。


謝邀,不講複雜的理論,就一句話,扭矩是要通過變速箱放大傳送到輪子上的。

直接看實測數據,德國權威媒體Autobild的對比測試:相同車型的柴油和汽油型號,同樣馬力的情況下,柴油車扭矩比汽油車大30%甚至更高,但0-100加速基本一樣,甚至還更慢一點,極速也基本一樣。


這篇文章測試了各種車型,兩廂車,三廂轎車,SUV,MPV,各個國家的品牌也基本都涵蓋到的了,並且選用的是完全相同的車型,搭配的變速箱也是同樣類型的(當然具體齒比不一樣)。

寶馬X1 25d四驅版,231馬力,450Nm,0-100加速6.6秒,最高時速235km/h

寶馬X1 25d四驅版,231馬力,450Nm,0-100加速6.6秒,最高時速235km/h
寶馬X1 25i 四驅版,231馬力,350Nm,0-100加速6.5秒,最高時速235km/h


馬自達CX-3 D105,105馬力,270Nm,0-100加速10.1秒,最高時速177km/h

馬自達CX-3 D105,105馬力,270Nm,0-100加速10.1秒,最高時速177km/h
馬自達CX-3 G120,120馬力,204Nm,0-100加速9秒, 最高時速192km/h


賓士A180 D, 109馬力,260Nm,0-100加速11.3秒,最高時速190km/h

賓士A180 D, 109馬力,260Nm,0-100加速11.3秒,最高時速190km/h
賓士A180汽油,122馬力,200Nm,0-100加速8.9秒,最高時速190km/h



賓士GLC250 D四驅,204馬力,500Nm,0-100加速7.6秒,最高時速222km/h
賓士GLC250 D四驅,211馬力,350Nm,0-100加速7.3秒,最高時速222km/h


歐寶Astra(別克英朗)1.6 CDTI,136馬力,320Nm,0-100加速9.6秒,最高時速205km/h

歐寶Astra(別克英朗)1.6 CDTI,136馬力,320Nm,0-100加速9.6秒,最高時速205km/h
歐寶Astra 1.4 DI Turbo汽油,150馬力,245Nm,0-100加速8.5秒,最高時速215km/h


雷諾 Espace dCi 160,160馬力,380Nm,0-100加速9.9秒,最高時速202km/h

雷諾 Espace dCi 160,160馬力,380Nm,0-100加速9.9秒,最高時速202km/h
雷諾 EspaceTCe 200,200馬力,260Nm,0-100加速8.6秒,最高時速211km/h


斯柯達昊銳 2.0 TDI,150馬力,340Nm,0-100加速8.8秒,最高時速220km/h

斯柯達昊銳 2.0 TDI,150馬力,340Nm,0-100加速8.8秒,最高時速220km/h
斯柯達昊銳 1.4 TSI,150馬力,250Nm,0-100加速8.6秒,最高時速220km/h


大眾途安 2.0TDI,150馬力,340Nm,0-100加速9.3秒,最高時速208km/h

大眾途安 2.0TDI,150馬力,340Nm,0-100加速9.3秒,最高時速208km/h
大眾途安 1.4TSI,150馬力,250Nm,0-100加速8.9秒,最高時速209km/h


另外,表格里是理論油耗,實測油耗在紅綠燈圖上,其中左面是柴油,右面是汽油,紅色是運動模式的油耗,黃色是平均油耗,綠色是省油模式的油耗。


離開發動機轉速這個重要指標單獨討論扭矩和馬力就是耍流氓!
相信大家看汽車參數的時候一定會看到最大馬力xx馬力(xx轉或者xx-xx轉/min) 最大扭矩xxN?M(xx轉或者xx-xx轉/min),這個轉速就是發動機產生最大功率或者最大扭矩的區間或節點,離開這些轉速區間,馬力或者扭矩無法達到峰值。一般來說馬力代表車子最快能開多少碼,而扭矩則代表車子能有多大的力氣。
好了我們再來看駕駛中是什麼影響我們的主觀動力感受呢?最簡單的就是加速 也就是我們說的推背感,而扭矩就決定了我們能感受到的推背感。

目前主流發動機有渦輪增壓和自然吸氣,渦輪機最大扭矩往往出現在1800?5000轉/min這個大區間,而自然吸氣發動機最大扭矩往往出現在5000?6000轉/min的某個點。我相信絕大多數人都很少有6000轉的時候,平常轉速往往在1000?3000轉左右徘徊(飆車黨除外)所以城市內往往是渦輪機能發揮最大扭矩,所以動力感覺很強勁。然後到了賽道上,轉速都會維持在5000轉以上 這個時候的轉速剛好落在了自然吸氣發動機的最大扭矩範圍內,這個時候渦輪機就比不過自吸了。
所以評價一輛車的動力,要看用車人的環境,以及駕駛風格。對於城市道路來說小排量渦輪增壓發動機很爽,賽道或者高速上,大排量自吸更適合。


樓主說的是同等排量下的車型,於汽車而言,影響其動力的,除了發動機的排量,壓縮比,還有變速箱齒輪比的和傳動效率,輪胎的胎徑比和摩擦係數,地盤調教,驅動形式,車身重量等等。
為方便對比,我們選擇同排量同驅動方式相同質量的自然吸氣的車型來對比。這種情況下,馬力大的車型,可以達到最快的速度,比如一般而言120HP的緊湊車最高速度可達200km/h,但扭矩的大小決定其著在單位時間內達到多快的速度。狹義簡單的說,馬力決定最高速度,扭矩決定加速性能。
探討動力性,馬力和扭矩顯然是越大越好。但對民用汽車而言,動力性有個黃金區間。即最大功率和最大扭矩出現的轉速在什麼時候,德系和日系是低轉速的代表,在較低的轉速內既可達到最大功率和最強扭矩,機械增壓和渦輪增壓車型這個特點更明顯,前段的動力非常猛。本田和美系車則以高轉速為特點,需要較好轉速,4500以上,其馬力和扭矩在中後段才被釋放。


目前最高贊@無往 的回答有嚴重漏洞。

實際上,他的回答前半部分基本是靠譜的,即不考慮傳動系效率的前提下,姑且認為

P(發)=P(阻)=F(阻)×v=(c+dv^2)v c,d為定值,等式兩邊只有v和P(發)為變數,即

不考慮車身形狀、變速器乃至傳動系統的因素,單單考慮發動機,最高車速由最大功率決定。

然而後半部從牛頓第二定律推導開始,便錯了。


牛二定律中的F指的是合外力,而答主的公式中明顯遺漏了阻力,把發動機動力誤認為是合外力了。合理的描述應該是

frac{T}{r}-(c+dv^2)=ma

a=frac{T/r-(c+dv^2)}{m}

T為傳到輪上的扭矩,r為車輪半徑,c,d為汽車參數定值。只要從輪上扭矩反推出發動機的輸出扭矩,就可知道,加速度是輸出扭矩、車身形狀、當前車速和車重共同決定的。

綜上所述,發動機的性能歸發動機,匹配到整車後,考慮的因素就很多了。推導過程中麻煩之處在於空氣阻力始終變化,此外傳動系統效率(摩擦損耗)又和轉速息息相關,你在分析時不能忽略它們。

給你所有參數,算出汽車每個瞬態的加速度並不難。然而,盲目地把加速性和扭矩或功率掛鉤,太naive了。

總之,這個問題提得不好,想研究汽車動力性,最好從「驅動力-行駛阻力平衡圖」入手。


----12/11/2014更新---

針對 @魚非魚 的更新做的解釋

因為提高自然吸氣發動機最大扭矩比較難 ,在最大扭矩一定的情況下,希望最大扭矩盡量保持住,或者說最大扭矩和最大功率轉速盡量接近,是不是就是增大最大功率?

當然不是,所有增加扭矩都會增加相應轉速上的功率,要增加最大功率要麼提供轉速並且保持原最大功率點扭矩不減小,或減小不多,或者在原最大功率點上想辦法提升扭矩。
把最大扭矩轉速和最大功率轉速做的盡量接近是為了增加最大扭矩的轉速範圍,這個才是提升加速性能的根本。
另外,你更新的推導裡面,如果你用的是定級變速器的話,那你的發動機轉速/車輪轉速就是一個分段常值函數,就是說,公式裡面車輪轉速定了以後,你的發動機轉速也定了,那你系統裡面的變數就只剩扭矩了。
當然,硬要說功率那也正確,轉速定的情況下,扭矩越大功率的確越大。

@魚非魚 提到了彈射起步,彈射起步是為了讓車可以擁有最大的加速度,但是這種起步方式不光跟發動機的輸出扭矩有關,更輪胎的機械抓地力關係更大,大多數時候這種起步方式是為了讓輪胎除在打滑和不打滑的邊緣。
為什麼要這樣呢?
車前進的動力說到底是輪胎和地面的摩擦力,摩擦力分滑動摩擦和靜摩擦,我們都知道靜摩擦跟下壓力有關,同時靜摩擦是一個被動力,就是你給多少動力,他會有多大的靜摩擦力,而靜摩擦是有極限的,這個極限跟材料物性和下壓力有關。如果假設輪胎,地面,車重都相同,那最大靜摩擦力就是相同的。
另外我們也知道在相同條件下,滑動摩擦是要小於最大靜摩擦力的,而且滑動摩擦力是一個定值,只跟材料物性和下壓力有關,這就是說,在輪胎打滑的情況下,無論車輪提供多大的力,而車最終獲得的動力都是一樣的,也就是說車的加速度都是一樣的。

彈射起步的關鍵就在於控制輸出力矩的大小,使最終作用在車輪上的力矩正好等於最大靜摩擦所產生的力矩。

很明顯了,這種模式下面對於加速度的限制已經不在是發動機了,而是輪胎的機械抓地力。

一個很有名的例子就是F1了,我記得應該是在07年以前,F1是發車輔助裝置的,這個裝置的作用就在於保證車輪不打滑,原理和剎車的ABS一樣。所以那個時候發車基本上看不到輪胎冒煙,其他作用還有看以看到無數的兩個輪子在草地上的超車。之後取消了以後你就明顯可以看到好多人排位賽跑得不錯,正常起個步第一個彎角就被扒掉了。而草地超車更本就不可能了,但凡上了草地只能丟油門,否則肯定變陀螺。

魚非魚的討論問題在於限制太多,各種理想條件,首先是要用無級變速,第二還要彈射起步,一不小心,輪胎一會就沒了,作為工程師,我只能說你只給了20萬買車錢,臣妾做不到啊,說好的8萬公里才換胎的呢?臣妾也做不到啊.......

這種討論,我覺得如果是行業圈子裡技術討論是不錯的話題,但是如果作為科普的話比較不合適,誤導性比較大,所以這是我反對的最更本的理由。

另外,最更本的就是這一個世紀以來,汽車工程師給大眾這兩個參數就是定性的告訴大眾加速性能和最大車速。各種亂七八糟的的不確定的理想狀態工程師在設計的時候都給避免掉了。

對於科普來說,至少還應該吧這種情況的條件詳細羅列,負責任一點的話應該告訴別人概率有多大,而不是很武斷地直接先推翻已有的結論,而自己的證明卻是加了不少的限制,如果嚴重的說,這個和抬杠沒有區別了,這也失去了討論存在的意義。

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剛跑完一個模型準備睡覺了,看到 @楊眀 添加的答案,感覺科普任重而道遠,所以先從基礎講起。

本來先寫完了科普的,但是覺得答題更重要,所以還是先答題,分割線後是科普

題目是
同樣排量的發動機一個馬力稍大些,但扭矩卻小些,另一個相反,若比較動力性,誰更強?

先說答案

如果要死扣字眼,非常嚴謹的論證的話,我只能說不知道,沒法說

如果是從定性的角度來概況的話,答案是扭矩大的動力性更強。

那動力性究竟更什麼有關呢?
答案是外特性曲線

名詞解釋:外特性,發動機在節氣門全開的狀態下,從怠速開始至功率最高轉速後兩百轉的扭矩-轉速曲線

通俗一點就是,地板油,然後看發動機在每個轉速可以達到的最大扭矩。

名詞解釋完了,講正事。

根據題目描述,這兩個發動機的外特性曲線大概是

紅的是最大功率大,最大扭矩小的,藍的是最大扭矩大,最大功率小的(這個圖鼠畫的,不是完全標準,大概是這樣)

紅的是最大功率大,最大扭矩小的,藍的是最大扭矩大,最大功率小的(這個圖鼠畫的,不是完全標準,大概是這樣)
也有可能紅和藍在小轉速區沒有交點,但是這個不是很重要。

如果你看了後面的科普(我二了,寫到後面去了)
我們首先假設兩台車除了發動機什麼東西都一樣,就是說在任意速度下的風阻也一樣

簡單的理解是發動機的牽引力需要克服三個阻力,風阻,滾阻,和加速阻力

這裡的加速阻力是實際不存在的,是為了平衡力學方程假設的,它等於m*a,就是車的質量和瞬時加速度

為了方便討論,我們這裡不以時間作為自變數,而以瞬時速度作為自變數(如果要以時間作為自變數的話需要大量積分,是沒有什麼必要的)
我們可以知道,對於任意的車速,兩輛車的風阻和滾阻都是一致的(假設沒有坡道,坡阻為零)

我們可以得知,車的牽引力越大,則加速阻力越大,這就是說瞬時加速度越大

我們自然可以知道,如果每個轉速下,瞬時加速度都可以做到最大,那我們最後的平均加速度也一定是最大的,通俗一點就是100公里加速可以做到時間最少。

那我們的目標就是每時每刻都需要保證車的牽引力最大

我們有知道車的牽引力=發動機輸出扭矩*齒輪比*車輪半徑。

在齒輪比和車輪半徑一樣的情況下,發動機輸出扭矩越大,車的牽引力越大

到目前為止,我們的推論都沒有問題

假如我們的動力裝置是電動機,那不用想了,肯定是扭矩大的瞬時加速度大,那100公里加速也是最快的。為什麼呢,因為電動的性能曲線是在某一轉速下一直都是最大扭矩,是一根直線,過了某一點以後扭矩逐漸下降,而功率線這是線性上升到某一點後成直線(大改是這樣)

因此,我們無論在什麼車速,只要把電動機轉速保持在最大扭矩區,我們就可以獲得最大的瞬時加速度。速度過大的時候由於功率限制,扭矩下降,我們的加速度才會下降。

對於兩款不同的電動車,顯然是扭矩大的瞬時加速度越大,100公里加速時間越少。

而對於內燃機,沒有辦法,內燃機做不到這麼高帥富的特性曲線,那我們只能找變速箱來幫忙了。

我們知道,內燃機的外特性不是一條直線,而是一條凸曲線,那我們的策略就是時刻把發動機的轉速維持在那個凸出來的區域,這樣我們就可以始終得到最大輸出扭矩了。

那動力性到底更最大扭矩和最大功率有幾毛錢關係呢?

嚴格意義來說,都沒有

因為對於一般的發動機來說,最大扭矩和最大功率都只是一個點,我們只有在恆定車速的時候才能控制發動機始終在那個點,而動力性能是在講車的速度的變化的,我們更本沒有辦法把發動機控制在這兩個點上,所以沒有意義。

對於動力性,我們能做的最好的就是盡量把發動機的轉速控制在扭矩盡量大的區域。

我們都知道,在汽車換擋的時候,發動機轉速會變化,因為齒輪比變了,由於車速是不可能突變的,那只有發動機的轉速變化了,規律就是降檔的時候發動機轉速上升,升擋的時候下降。

我們這裡只看升檔,當升檔的時候,發動機轉速下降,扭矩也跟著變化。我們大致可以知道,每升一檔,發動機轉速會掉到比最大扭矩點要低的地方,這樣,當隨著車速上升,我們的扭矩輸出也是上升的。
那究竟什麼樣的換擋策略是最好的呢?很簡單,換擋後的車輪扭矩應該等於換擋前的車輪扭矩。只有這樣我們才能保證車出於最大瞬時加速度的狀態。

為什麼呢?

我們的控制策略是要保證在任何車速下,車輪扭矩都要能夠達到最大值,如果換擋前車輪扭矩小於換擋後車輪扭矩,那說明你換擋換晚了,如果換擋前車輪扭矩大於換擋後的車輪扭矩,那說明你換擋換早了。(車輪扭矩不等於輸出扭矩,還有齒輪比)

總之,無論大於還是小於,都說明你是還有更好的選擇可以做的,所以臨界點就是等於的時候。

補充一點,換擋前的轉速一定是在扭矩下降段,這一點應該沒有異議吧,這個很好理解,如果是在上升段,那你換檔後的扭矩肯定是小於換擋前的,明顯按照最大瞬時加速度的策略。
而換擋後的的轉速也應該是在扭矩上升段,否則換完檔後一個下降,一個是扭矩上升,孰優孰劣...

這就說明,對於車來說,如果檔位越多,那發動機轉速波動的範圍就越小,我們越容易把發動機控制在最大扭矩區域。當然極限就是無極變速...

而對於相同的變速箱,顯然是大扭矩範圍越大越好,這就是說,無論發動機轉速怎麼波動,都讓他落在最大輸出扭矩區,這就是現在很多發動機最大扭矩區動輒1,2千轉的原因。

綜上所述,車輛動力性能更車輛外特性曲線密切相關。

那跟最大扭矩和最大功率的關係呢?

這兩個值只是這條曲線上的兩個點,嚴謹的說,所以單單只說這兩個點的任意一個的話是沒有意義的。

那寬泛的說呢?那就跟最大扭矩點關係更大些吧。

因為外特性曲線是發動機工程師標定的,就是說,在合理的範圍內,他想弄成啥樣都行,最大扭矩區寬怎麼弄,弄個變氣門,變點火提前角什麼的就都解決了,當然,還有其他很多因素要參考,這裡不一一展開了。

總結的說,沒有那個工程師會很二逼的吧曲線標成最佳換擋點在最大功率點上,現在的技術也可以把最大扭矩區做的足夠大,所以也不太會出現最大扭矩冒下頭就急速降下去的曲線,這種就是工程殘次品,設計師要被拖出去tjjtds。

所以就非專業來看,的確只需動力性看扭矩,最高速看功率。其他亂七八糟的坑爹情況工程師都會事先給你排除了,所以放心大膽地用就是了。

至於有人再說扭矩小的車100公里快,拜託先找到同一型號的車再來比較成不??????

對於最佳換擋點,有興趣,有途徑搞到標定曲線,就自己研究下咯,感覺這種事情么,呵呵。

下面是科普


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先從科普講起,先說@楊眀答案的鏈接那篇文章的謬誤的地方

先看原文:
「鑒於部分朋友還是理解不了為什麼「有力」卻不能加速,依然固執地把通過最大扭矩算出來的力當作汽車實際受到的牽引力,不得不再啰嗦幾句。
  你的肩膀提供的最大上托力是50千克,用你的肩膀為一個質量為0.01克的物體加速,請問這個物體可以獲得什麼樣的加速度?
有些朋友可能會這樣計算:
  a=F/m=50*9.8/0.00001=49000000米/平方秒
  49000000米/平方秒是什麼概念?就是每經過一秒鐘,時速就增加49000公里,荒唐吧?按照這種邏輯,還有更荒唐的呢,設想如果質量趨近於0的時候,會怎麼樣?
  要是牛頓泉下有知,鼻子都給氣歪!」

以上是他的原文,比較慶幸的一點是,他的數學沒算錯。說明還有救。
我們先假設肩膀可以提供50千克的力(千克是重量單位,此處不嚴謹,但是後面的計算沒有錯,值得鼓勵),如果肩膀上的物體質量的確為0.01克,那我們的確可以提供一個幾乎等於49000000m/s^2 的加速度,為什麼說是幾乎,因為這裡楊同學忽略了物體的重力,另外我們還要假設實驗地的重力加速度為9.8,一點不多一點不少。
在 @楊眀 同學看來,這個加速度太大了,不可思議。其實這個加速度一點都不大,而且計算基本正確(這裡我們只用高中的物理知識,並且假設物體初速在我們實驗的慣性系中為零,如果討論採用相對論質量的話還跟物體速度有關,這裡簡化考慮,初速為零)
根據經典物理理論,加速度我速度的導數, 即 a=dv/dt
可以推出 a*dt=dv 兩邊進行積分的話我們可以得到 v(t)=C+integral(@a,t0,t)
integral 為積分符號(我懶,就用matlab命令表示了)

當t=t0 我們可以知道常數C=v(t0)。

楊同學認為加速度可能這麼大的原因,我猜測是他認為a是一個常數,的確當a是一個常數的時候,
v(t)=C+a*t
這樣看來,當t等於1的時候,速度的確會大得不可思議

但實際上呢a不是常數,這也是為什麼要寫成積分形式的原因,a是關於t的一個函數
我們可以寫成 a=f(t)
f(t)為常數只是函數的一種形式,在物理上面常常是極端理想的狀況。
再形象一點表示,我們假設一個直角坐標系,橫坐標為t,縱坐標為加速度,可以知道f(t)是這個平面坐標繫上的一條曲線,簡單點講,那速度就是這條曲線和坐標軸之間的曲邊梯形的面積。
當f(t)為常數時,它在平面坐標繫上是一條平行於t軸的直線段,所以速度為一個矩形的面積即
v=a*(t-t0)

加速度的概念科普完了,我們回到前文中的問題。為什麼加速度這麼大,但最終速度卻沒有這麼大呢?
問題就出在你不可能時時刻刻對肩膀上的0.01g的物體施加50千克的力。
由於你和物體間不存在場的作用,你們之間力的傳遞只能靠接觸來傳播。在高中物理裡面,這種力的傳播方式都會假設兩者是剛體,即不會產生任何型變,這樣我們可以省略在接觸傳遞力的時候兩者微形變導致的物體內能的變化。
在這裡,我們依舊略去內能的變化,但是我們要考慮物體的形變,如何考慮仔細看下面。

上面先說了,這種情況下物體力的傳遞必須要有接觸,那就是說,肩膀上的小物體的速度要等於或者略微小於肩膀的運動速度,一般我們看成是臨界條件,即兩者速度相等,這就是說當小物體被加速到和肩膀的速度相同時(我們假設肩膀是勻速運動),這時肩膀所施加給他的力僅僅只有小物體本身的重力這麼大,所以小物體和肩膀的速度相同。

整個運動過程中,小物體處在加速的時間是非常非常小的,我們還是假設a為常數,那這個加速度只存在了非常非常短的時間。所以非常大的加速度是合理的,只是加速的時間非常有限,所以小物體的速度不可能很大。

我估計楊同學會假設兩者接觸即為50公斤的力,不接觸就沒有力,那裡來的只夠提供小物體重力的力。
這就涉及到我之前所說的物體接觸表面的微小形變的問題,實際上我們可以假設肩膀和小物體都是彈性體,雖然彈性模量不是線性的但只要是連續的就行(事實上也是連續的)。 簡要的說就是形變越大,傳遞的力越大。
在運動剛開始的時候形變最大,所以傳遞可以傳遞50千克的力,當兩者運動速度一致了以後,(事實上小物體的速度會先略大於肩膀,從而導致形變減小,但是形變過小小於重力了後又會略微減速,之後再加速,再減速,呈一個收斂的波動,最後收斂的極限是兩者速度相等,形變剛好可以等於小物體的重力)

宗上所述,力決定了瞬時加速度這個概念是沒有錯的。但是力決定不了最終的速度。

根據上面的推斷,我們可以很明確的知道小物體最終的速度是等於肩膀的速度的,這個就是功率的概念了。

P=Fv 在上面的情況下,我們做兩次實驗,兩次實驗我們都假設可以給小物體正好50千克的力。
那麼我們明顯可以知道,肩膀速度大的那次實驗肩膀所提供的功率更大,而小物體的最終速度也更大。
我們再做兩次實驗,這次我們都用同樣功率,我們可以知道速度大的那次施加的力小,如果我們比較兩者的s-t圖,我們可以看到在到達較小的肩膀速度之前,力比較大的那個小物體的速度時時刻刻是大於另外一個小物體的,但是當到達這個速度後,力比較大的那個小物體開始勻速運動,而力比較小的物體可以繼續加速,最後速度超過力較大的物體。

通過以上兩個例子,我們可以看到,決定加速度的(功率相同的情況下)。
只是由力來決定,而功率則是影響了最終的速度(在力相同的情況下)

在楊同學的答案裡面講了另一個關於扭矩的問題,我想我大概知道你想表達什麼,我只是想告訴你,當你在靜止的軸上懸掛物體的時候,發動機所提供給物體的力矩是由發動機的內部的靜摩擦所提供的。
靜摩擦的特點是你給多大的作用力,他就會提供多大相反的作用力,當你給物體一個向上的力矩了以後,發動機所給物體的靜摩擦力相應減小,所以受力還是平衡的,發動機也不會轉。
說實話,我不知道你想用這個來表達什麼?大概是我的語文不好???

(沒有功率的扭矩,無論它有多大,都是不能用於加速物體的!一旦物體出現移動趨勢,注意,不是實際發生移動,是趨勢,一旦出現移動趨勢,扭矩就開始減小,直到消失)

這句話感嘆號之前的東西貌似是對的,從表述上來說可以這麼說。但我不知道這句話有什麼實際物理意義,可以拿來證明什麼?是證明後面的表述么? 什麼叫一旦出現趨勢,扭矩就開始減小,直到消失。
我想問扭矩都沒有了,哪來的功率??? 就算按你說的功率影響加速,那功率都沒有了,怎麼加速?
這段話本身邏輯上面就有問題,你可以嘗試在清晰的表達一下。說實話,我對可以看懂你這段表述的人的人數持懷疑態度。

再補充一點我覺得包括你和答案第一的裡面混淆的一個事實,就是平均加速度和瞬時加速度的概念,這是兩個概念,瞬時加速度只和力矩有關,而平均加速度則是和你去平均的時間和開始結束的速度有關,這兩個是兩個完全不同的概念,計算方法也完全不一樣。當你說加速度的時候工程師和工科生默認的就是瞬時加速度。當然,你要嘲笑專家不懂行那是另外一回事情。

在回答你在評論區裡面的提問,為什麼某款車型的最大扭矩小,100公里加速確快。
首先我們在討論某個參數對某個變數是否起作用,起什麼作用的時候,做基本的方法是把系統內的其他所有參數都固定下來,僅僅改動你想改動的參數。
在你所給出的比較裡面,首先兩款車不同,兩款車不同造成的有車的質量不同,風阻係數不同,滾動阻力不同,車的靜力學參數不同,這麼多不同的參數怎麼去確定是否是最大扭矩的原因呢? 本身方法就不對,得出的結果自然不可信(不是說不對,萬一蒙對了呢)。
問題不在於結果對不對,而在於你不知道你的結果對不對。

對於這個問題,我只能說我不知道為什麼會這樣,沒有任何的實驗數據我只能憑經驗推測,一是帕薩特更重,而是車的風阻係數更大,另外,變速箱的標定在100公里加速這種工況上沒有去最優解等等等等,我可以說出很多原因,但是我不會下定論說加速度大小跟扭矩沒關係。
不知道這個答案你滿意否。

寫給楊同學的話,我也曾經覺得微積分之類的東西是拿來裝B用的,不過那個時候我才13,4歲。
你的水平究竟在哪個位置,我不再做評價了,因為懂得人自然懂,不懂的怎麼說也不懂。不是我裝高冷,兩個人討論同一件事情的基礎是雙方都在這個問題上有相當的知識量。這個完全不是鄙視,或許你自視比我高許多,那從你本人來句你也不用再和我爭論這個問題的對錯了。
等到至少我們兩個看得是同一本書的時候我們在來討論或許會更愉快些。你說呢?

對於排名第一的答案,我反對在於用錯誤的方法去推導貌似正確的答案,這種答案很多時候是不太負責任的。如果是學術討論的話,再怎麼離譜也不為過,但如果作為科普的話,則要慎之又慎

非常不能理解為什麼第一個答案漏洞百出還可以排到第一。
高中物理學公式F=ma,加速度跟功率有半毛錢的關係...
高中物理不足以說明問題的話用大學物理來回答,加速度的定義是速度導數dv/dt也就是F/m=a,根據你的方法二,你的意思是P越大動能增加越大,那你
求的就是E關於t的導數,根據E=1/2mv^2, dE=mvdv/dt
在某一時刻,m和v都是定值,dv/dt是加速度啊啊啊啊啊,尼瑪,dE還是只跟F有關係啊啊啊啊啊,跟P有個毛線關係啊啊啊啊啊啊啊啊啊
為什麼跟P有關係,的確跟P有關係,通俗一點說,決定P的是v和F啊啊啊啊啊啊啊啊啊,在某一時刻的時候v是關於F和t的函數啊啊啊啊啊,說到底還是F決定的啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊

剛剛看了下,第二個答案寫得很清楚了,比較專業。


補充一下,講最終反映在整車上的動力,兩個參數都不看,最直觀的直接看百公里加速時間。

因為其實最終駕駛員感受到的動力性==加速度,是車輪端的最終加速度,而這個動力是發動機通過變速箱和其他傳動系最後傳遞到車輪的。

  • 同一參數的發動機運行在舒適模式和運動模式動力性可以差別很大(比如pedal map不同)。
  • 同一參數的發動機匹配不同的變速箱根據換檔策略還有換檔速度的快慢動力性差別也會很大。
  • 如果你在歐洲的話又需要比較特性不同的柴油機和汽油機,同一廠商同樣排量的柴油機往往最大扭矩更大但是汽油機因為最大扭矩的轉速範圍寬而最大功率更大,於是對比動力需要結合換擋點一起來計算。

所以最直觀,同時也最為全面的對比動力性的參數就是百公里加速時間。


衡量汽車動力性的指標有最高車速,加速時間,最大爬坡度。
這些都不只與發動機的馬力和扭矩有關,與變速器等傳動裝置也有關。可以看看汽車理論。


其實這個問題沒有那麼簡單,但是簡單化之後可以說說,對於同樣的車和發動機匹配一般有級變速器的話,加速看扭矩,極速看功率;CVT的話主要看功率。
以上是之前的答案,但是回過頭來看這個問題的其他部分答案,沒有找到一個讓我100%贊同的答案,所以決定就自己想到的答一下,以下正式開答:

首先對於一般用戶來說,關心的肯定是整車的動力性,我在這也是認為題主想比較的是整車的動力性。
關於汽車的動力性的定義我目前也沒見到一個很準確的說法,包括教科書里的定義,如果沒記錯的話,汽車理論里把汽車的動力性定義成了一定路面上一定條件下汽車能夠達到的平均車速,這麼定義的話讓加速時間和最大爬坡度都失業了。
我個人認為,汽車加速性應該是汽車在特定條件下能夠滿足用戶對汽車加速,爬坡和最高車速需求的能力。
衡量汽車的動力性一般會比較車輛的最大爬坡度,原地起步加速時間,超車加速時間,和最高車速。以上這些指標都有對應的測試標準,測試車輛的條件,場地,環境,設備,載入都有明確的規定。
在討論這些指標之前,我們首先需要做一些假設,假設路面為附著良好的直路,車在路上行駛車輪不會滑轉,除爬坡之外的道路之外其他都是在平路上行駛,測試時無風,環境溫度不變,測試時車輛均狀態良好,充分預熱,車輛載入均按標準要求載入,比較動力時除發動機和變速器之外,其他整車所有參數均一致。
之後我們來說一下汽車直線行駛過程中需要克服的阻力,空氣阻力,各種摩擦和遲滯阻力,爬坡阻力和加速阻力,在汽車勻速直線行駛時,需要克服空氣阻力和摩擦與遲滯阻力,數學表達式為F=aV^2+bV+c,其中V為車速,a,b,c是擬合出來的係數,式中第一項為空氣阻力,第二第三項為摩擦和遲滯阻力,阻力的功率只要在上式兩邊乘以車速就可以了。
下面先來說個比較簡單的吧,最高車速,針對以上的假設,發動機的最大功率越高,整車有可能達到更高的最高車速,因為最高車速還和變速器的速比有直接的關係,對於有級變速器來說(有級變速器即MT,AT,AMT,DCT),只有一個速比能夠使得汽車能夠達到的最高車速最高,速比變大,車輛的加速性能變好,燃油經濟性變差,最高車速降低;速比變小,車輛的加速性能變差,燃油經濟性變好,最高車速降低,下面這張圖就是一個功率平衡的圖,


(本圖來自於汽車變速器理論基礎,選擇設計與應用,另外我不是很贊同書里最佳設計的說法,這個和車型的定位有很大關係,只是不同的匹配方式問題,另外不同的速比傳動效率會有很微小的差別);
對於CVT來說,速比認為實在一定範圍內連續可調的(傳動比的闊度和範圍也要比有級變速器更大一些),所以CVT能夠達到整車理論上的最高車速,不過我們還沒有考慮傳動系的效率,如果考慮進來的話還是MT或者乾式DCT能夠達到的最高車速更高一點(前提是要對速比進行適當的匹配),畢竟目前來講這兩種變速器的效率最高。
之後說一下最大爬坡度,最大爬坡度和汽車的車重,載荷分布,驅動方式,發動機最大扭矩(或者最大功率),路面附著情況,重心高度,一擋速比(對於有級變速器)或者最大速比(CVT)有關,一般分析爬坡的時候可以忽略空氣阻力,認為阻力是摩擦與遲滯阻力和爬坡阻力,不考驅動輪滑轉的情況下,對於有級變速器來說相對好理解一點,汽車在一擋發動機最大扭矩時汽車能夠實現最大的爬坡度,對應的車速可以通過此時發動機的轉速,傳動比和車輪滾動半徑算出來(為什麼要說車速,實際上就像有些答案里提到的,汽車行駛的過程是一個不停的變化的功率平衡的過程);
對於CVT來說,因為速比的範圍相對比較大(傳動比闊度大),最大的速比比較大,在爬坡工況可以讓發動機運行在最大功率點,變速器速比儘可能的放大,理論上如果速比能足夠大(車速足夠低),在不考慮附著條件的限制和車輪滑轉的情況下,汽車可以爬上90°的坡(爬牆,坡度為無窮大)。
再說下原地起步加速時間,其實這個指標和爬坡有些類似,都是要靠發動機的後備功率平衡阻力的功率(這裡是加速阻力)


翻了一遍所有答案後一開始感覺這個問題能吵成這樣有些詫異,但仔細想想好像也有其必然性。

首先如果要扣字眼的話這個問題問得有些模糊,題主究竟是想問這兩個參數對發動機動力性的影響還是對使用這台發動機的車的動力性的影響?看上去問題好像差不多,但是中間差了個變速箱,答案還是有所不同的。

前者的話,扭矩決定加速性能,最大功率我管你去死(標定的時候換個最高功率轉速結果就不一樣了)

後者的話,還真不好說,因為變速器標定的好壞對其有影響,充其量也只能從大方向說扭矩決定加速度功率決定最大車速了。

理論支持現在第二名的答案已經丟出來了,不過沒頭沒尾還是英文的估計非行業相關人士大概看著也費勁,有興趣的直接買本天大的車輛工程課本看看就行,這種基礎知識不一定非得買外文教材。

不過看完所有回答後感覺還真是隔行如隔山,明明只是業內的基礎知識,大學本科課本內容啊……

====================update 11/12=========================
好像還沒吵完的樣子,其實答案還需要再細分一下。

我們還是從實際出發,站在純理論角度談加速性能有違工程師精神。

一般的自動擋的車子,要看加速性能還是直接看扭矩吧,AT玩彈射起步簡直是作死,當然嫌變速箱死得不夠快的可以嘗試。

那麼至於MT車,是否在彈射起步的情況下真的就只由功率決定加速度了呢?其實不盡然。

假設即使是用彈射起步,起步的一瞬間車速為0,最高票答案的公式就不能用了,如果不用微積分的角度看問題單純看瞬間加速度的話,還是得看扭矩,速比固定的情況下加速度看發動機扭矩沒有一點問題。

至於為什麼一直維持高轉速加速度快那是因為加速度是個不斷變化的過程量啊,速度提到一定程度以後再套那個「輪上扭矩=發動機扭矩*扭矩的放大倍數=發動機扭矩*發動機轉速/車輪轉速=發動機功率/車輪轉速」公式才沒有大問題。(實際上除了賽車真的沒人會這麼干就是了,所以答案真要較真寫還得分賽車和一般家用車,但實在是太麻煩了……)


用不著那麼複雜的理論圖吧?字面意思上說,扭矩決定加速度,功率決定最高速度,如果一輛車子扭矩大而功率低,那必然是低轉速扭矩大,也就是說這車加速猛但是後勁不足,相反就是加速可能肉但是後勁大一些,不過關鍵還是要看調校以及和變速箱的匹配程度,有些廠家的發動機參數很漂亮,跑起來卻一點都不暢快,所以光討論這兩點沒什麼實際意義~~


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