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  • 1 # 天和Auto

    一馬力的力量有多大·這個問題有科學解釋

    名詞解釋:

    馬力是用於計量功率的單位,概念由「詹姆斯·瓦特」提出;但馬力分為公制馬力和英制馬力,全球絕大部分割槽域都使用公制標準。

    公制馬力也稱為“米制馬力”,縮寫為PS(Pferdestarke),米制馬力為HP(Horsepower);而發動機引數中的功率一般用kw·千瓦標註,這兩個單位是可以進行換算的。

    標準為「1PS=0.735kw」,用“千克力”轉化則為1PS等於“75千克力·每秒每米”;概念可以參考下圖,說白了透過這種結構,能將75公斤的物體拉動到每秒運動一米就算一馬力了。然而這只是計量單位的概念,並不代表所有的馬匹都只有這個標準,馬匹的力量是可以很誇張的哦。

    圖1:馬力概念

    圖2:馬的力量

    詹姆斯·瓦特是蒸汽機的完善應用者(並非發明者),這個人嚴格意義上應當屬於企業家而非發明家;不過不能否認此人是第一次工業革命的核心驅動力,蒸汽機的發明代表了大機器生產時代的開始,是西方從農業社會升級到工業社會的開始。

    所以功率的單位也就用瓦特的名字來命名,縮寫為【W·瓦】,1000w=1kw。汽車的發動機是以千瓦計量,標準普遍是很高的。不過想要理解汽車的功率馬力有多大,可以先從一些小的系統找一找概念,比如汽車空調系統的壓縮機。

    空調壓縮機一般稱多少「匹」,其概念則是指公制馬力。

    汽車空調系統的壓縮機功率在3-5kw之間(普通乘用車標準),折算為馬力可以按照是以下兩個公式計算。

    扭矩×轉速÷9549=功率功率×1.36=公制馬力

    按照平均4kw計算則為5.44PS,也就是408公斤力每米每秒的水平;人的體重按照75公斤計算,空調壓縮機的動力就能實現把人推動或拉動到每秒移動5.44米的標準,如果體重增長到100kg則為每秒運動4.08米——如果壓縮機只有標準1PS的話,那就是把75kg體重的人拉動到每秒移動一米。

    對於馬力究竟有多大力量,很多汽車愛好者都沒有概念,按照上述描述應當可以理解了吧,下面再來看一看汽車的馬力有多大。

    小微型與少數緊湊型代步汽車多使用≤1.5L·NA(自然吸氣)發動機,功率標準在80kw左右,也就是108PS。最高標準等於「8100公斤力·每秒每米」,這就是8.1噸哦!由此可見即使很普通的是發動機的也已經有很高的動力標準,但是在實際使用中為什麼感覺還是很弱呢?

    因為車輛的速度要求越來越高,曾經的老爺車時速達到80km/h左右就算風馳電掣了,但隨著技術的提升而出現了高速公路,限速標準達到了120km/h。這是每秒就要運動33.33米的高標準,按照車輛的整備質量有1.25噸為參考,想要達到該標準則需要每秒輸出數百馬力;雖然這些發動機沒有這麼高的馬力標準,但經過變速箱的不同速比對馬力進行放大後即可實現。

    在選車時多大馬力才能感覺到夠用,或者感覺到動力良好呢?

    馬力的驅動力標準是固定的,所以決定車輛效能的兩大核心因素就是「馬力和重量」;所謂的推重比可以按照“馬力÷質量”的方式計算計算,得出的數值大於100Hp/T會感覺夠用,達到120Hp/T會感覺加速暢快。

    130-150之間則有些駕駛樂趣,加速效能已經可以達到6.5-7.5秒的標準;再高則屬於效能車了,此類車輛大多使用≥2.0T的高效能發動機,功率扭矩會在200kw/400N·m的基礎之上。這些車的油耗總是會比較高,轎車會在10L/100km以上,SUV則要達到15L/100km左右;只有此採用插電混動技術的車輛油耗會足夠低,這是電機的優勢。

    電動機依靠電流形成的電磁場與永磁體磁極互斥驅動轉子運轉,過程中不依靠空氣,也不受溫度的影響,同時還沒有磨損的問題;所以這種發動機轉化動力的損耗可以低至個位數,然而汽油機的轉化損耗可以達到平均65%左右,損耗是不是過於大了呢?

    這就是燃油汽車油耗會很高的原因,也是車輛加入電驅系統,以電機作為主要驅動力、內燃機輔助驅動就能夠實現低油耗的原因。而且電機的優勢不僅是節能,更重要的是低轉速即可爆發大馬力。

    扭矩和轉速是決定馬力的核心引數,代步汽車的發動機轉速限制範圍基本相同,所以扭矩的大小才是決定馬力的核心因素。

    在內燃機中同排量的渦輪增壓發動機扭矩遠超自然吸氣,因其增壓器增加了吸入空氣的氧濃度,氧氣濃度越高則燃油燃燒的效率越高;在所有內燃機都無法讓燃油100%充分燃燒的前提下,燃燒高(燃燒速度快)則釋放出的熱能轉化為的扭矩就會更大。

    所以2.0L·NA能有200N·m就算不錯,而2.0T卻能夠達到400N·m;並且因增壓器從低轉速時就能達到最強壓氣(壓縮標準)最大扭矩可以在平均1500~4000rpm區間維持最大值,而NA機型只能在4000rpm左右的某個節點達到最大扭矩,最強動力是稍縱即逝的——電機能在起步瞬間達到最大扭矩,因為電池組輸出電流與吸氣概念不同,且電流傳輸速度僅次於光速。

    所以電機低轉速爆發出的馬力會遠超內燃機,車輛的加速感受會好很多,這就是電動汽車與插電混動汽車為什麼會更強的原因。關於馬力和馬力與汽車關係的知識點了解這些就好,選車還是馬力越大越好,扭矩更大則更好。

    天和MCN授權釋出

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