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你被“加速看扭矩”骗了这么久你知道吗?

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发表于 2017-8-26 16:38:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

相信大家都听过这句话,“加速看扭矩,极速看功率”。这句话是错的,或者应该温和一点说,是偷换概念,表述极不严谨,带有误导性。用现在流行的话来说,发明这句话的人,非蠢即坏,但我想是前者更多一些吧。



大家想想,如果“加速看扭矩”这句话是对的,那么动不动400多牛米起步的柴油车不是称霸零一界了,还有汽油车什么事?今天就来“撕”一下这句话,因为这个错误的概念一直在以讹传讹,泛滥到已然成为“车坛最大谎言”了。

当然,以下文章的大前提是,所有的推导过程都忽略掉车重的影响,不然这摊子就越来越大收不回来了。忽略掉车重,也不影响结论。



我印象中应该是萨博首先提出这个概念的。但我们不用去纠结究竟是谁,可以肯定的是,这是一个擅长涡轮增压车型的品牌。因为涡轮增压发动机的优势,就在于可以将空气压缩好再灌进发动机里面,输出极高的扭矩(扭矩与进气量接近正比)。这样就可以将大扭矩包装为卖点了。



车轮是唯一和路面接触的部分,只有车轮得到一个转矩,然后除以车轮的滚动半径,转化成车轮轮胎表面作用于路面的作用力,这才是汽车加速、减速运动的本源。因此正确的表述应该是:加速的确看扭矩,但看的不是发动机输出的扭矩,而是车轮输出的扭矩。



但是从发动机输出的扭矩,传递到车轮上,要经过变速箱、终传齿轮组(尾牙)等传动系统部件的一系列放大。这一过程的专业名称叫减速增扭。每增加一级传动比之后的总传动比,是将原传动比乘以该传动比得来的。

比方说,变速箱1挡传动比3.8,终传比4.0,那么1挡的总传动比就是3.8×4.0=15.2。这个数据有两个含义:1、发动机每转过15.2圈,车轮转过1圈;2、假设发动机输出扭矩是200Nm,车轮输出扭矩是其15.2倍,也就是3040Nm(忽略传动效率损耗)。

终传比是不变的,而随着挡位越高,挡位传动比越小,总的传动比就越小,所以总传动比也越小,车轮输出扭矩就越小。这就是为什么挡位越高,加速越差。

那么聪明的你们肯定能想到,不同车型变速箱采用的传动比不一样,终传比也不一样,单纯比较发动机扭矩,是没有办法得到它们的实际轮上扭矩的。



高转速发动机(例如高性能自吸发动机,法拉利、本田、保时捷等)倾向于使用更高的传动比,低转速发动机(各种非高性能涡轮增压发动机、柴油发动机)会使用更低的传动比。

的确会出现这两种特殊情况:1、发动机输出相同的扭矩,因为变速箱、终传齿轮设计不同,轮上扭矩就不一样,导致它们加速性能不相同;2、即便发动机输出不相同的扭矩,但如果两款车的传动比设置,“恰好”让它们的轮上扭矩相等,那么就可以实现同样的加速性能。

第一种情况,我们可以找同一款车型的涡轮增压发动机和自然进气发动机两种型号之间来做对比。我选取的是英菲尼迪Q50,因为它的两款发动机扭矩输出非常接近,而且对比一下它们的最终轮上扭矩,结果则相当感人。

这一个表格,再结合2.0T和3.7自吸的加速实力的差距,足以说明加速性能究竟是不是发动机扭矩说了算了。

第二种情况,我手头上恰好可以找到类似的例子。以高尔夫GTI MK5为例与同年代的思域FD2 Type R为对比。FD2使用的是高转速发动机,因此需要使用较大的终传比(否则每一个挡位的极速会很高,浪费高转速发动机的优势),将这两款车的相关参数列一个表格如下:



我们能发现一个有趣的结论,两款车的最大扭矩不一样,但实际输出到车轮的轮上扭矩,却相当接近。而两款车的实际百公里加速成绩也极为接近。

以上两种情况虽然比较特殊,但这是为了便于举例发动机扭矩不等于轮上扭矩,更不等于加速能力而设定的情况,足以破除“扭矩决定加速”的流言。

如果你只是想知道“加速看扭矩”为什么错,看到这里就OK了。如果你还不满足,想知道加速究竟看什么,那你可以继续往下看。警告!烧脑预警!自认理科比较捉急的请多看几遍哈。

既然发动机扭矩是可以被传动系统轻易地改变的,那么究竟加速看的是发动机的哪个参数?

这时候就要引入所谓只决定极速的功率了。其实扭矩和功率,本质上都是用来描述发动机输出动力的能力。两个单位是可以相互转化的,扭矩乘以转速以及几个单位转换系数(常数),就等于功率。

用搬砖来做例子好了,扭矩相当于描述搬砖的力气有多大,功率相当于描述单位时间搬砖的数量。如果我们要评判谁搬砖搬得多,那应该看力气还是看速度?

所以开篇我说过,柴油发动机虽然扭矩超级大,可加速成绩却并不抢眼。原因正在于柴油发动机转速低,所以”高扭矩x低转速=普通功率”,加速能力就一般了。

如果我们要抓住加速的本质,可以回顾这一道物理公式:P=F•v,功率是驱动力与驱动力方向的速度的乘积。

这个公式说明了,在某个给定的速度下,如果一个做功器的功率越大,物体获得的驱动力越大。天哪!加速看功率?



喏喏喏,这么说也不对。“功率”是一个瞬时量,它可以决定车在某一个时刻的加速度。而加速到某一个速度,是加速度在时间方向积分的结果。说人话,那就是高中物理公式,Δv=a•t。

最后,将加速度/功率/时间/转速与车速的对应关系,统统倒进一个锅里,熬出一句话,“决定加速性能的是发动机功率曲线,曲线越饱满,曲线下覆盖的面积越大,加速性能越好”。

好了,这才是“xx决定加速”的比较严谨的表达方式。

那么很多人也会说了,现在涡轮增压车型加速体验之所以这么好,就是因为扭矩很大啊。这恰恰呼应了上文的表述:低转速可以输出大扭矩,意味着在较低的转速就达到能接近峰值的功率,这样的发动机,功率曲线更饱满,所以加速性能就更好了。

如果能坚持看到文末,绕来绕去都还都没晕,那说明:1,你的理科思维强于90%的人;2,其余90%的人,也许还继续相信“扭矩决定加速”。艾,好吧,科普纠正一个存在了十多年的谬误,不是一朝一夕的事情。




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