Question

发动机的扭矩和功率之间是怎么关系的？

Answer 1

扭矩也好、功率也好，其实都是引擎因燃烧汽（柴）油与空气的混合物、将化学能转变为热能、再转变为动能所发出的力道。既然指的是同一具引擎，那怎么可能发出二种力道呢？对的，一具引擎只会发出一种力道，扭矩也好、功率也罢，都只是我们解释的角度。也就是对引擎发出之力道运用方式的不同所产生的不同解释，如此而已。 　　为什么对同一股力道，会要有二种不同的解释呢？答案是当运用的场合不同时，力道的表现方式和大小就会有所不同，而这，就是扭矩与功率的差别。幻想一下，如果站在您面前的，是体重超过300磅的美国职篮NBA高手“奥尼尔”，他就像是一座小山般地耸立在您面前，而您所负责的工作是要推动他、让他开步走！这时候，您所需要的是什么？对了，就是扭矩，要让“奥尼尔”开步走，您一来必须克服他那300多磅体重所产生的“最大静摩擦”，才能让他动起来；二来您在推他时，本身也毫无因运动惯性所产生的动能，因此所能仰仗的力量，就等于是引擎从怠速运转、开始加速的“低速扭矩”。 　　接著，您再继续幻想，如果奥尼尔已经跑动起来，而且是接近禁区、已经到了可以跨步上篮的这个阶段，这时候，如果您跟得上他的脚步，是不是只需要在他背后轻轻一推、奥尼尔就可以用更快的速度飞身上篮了呢？这时候，您施予奥尼尔身上的力道是什么？“高速扭矩”，恭喜您，答对了！而您再想一想，拼尽了吃奶的力道，好不容易才把奥尼尔推动一小步的力道，和轻轻推一把、就可以让300多磅的巨人飞身上篮的力道，难道不是同一个您所发出来的吗？ 　　为何会有如此的差异呢？关键就在“惯性”二个字上，当一样物体要从静止被推动的时候，依据“静者恒静、动者恒动”的牛顿运动定律，绝对要极大的能量，因此，唯有低速扭矩强大的引擎才能产生轻快的起步加速，这，也就是为什么赛车、超级跑车，统统都得采用“轻量化车身搭配大排气量引擎”这种组合的道理。扭矩的功能就是展现在起步加速的时候。 相对的，当车子动起来之后，惯性会让它一直往施力方向持续前进，这时候，如果要让车子的运动速度再加快，所需要的，就是功率。简单一点来说，扭矩是引擎真正可以发出的力道，而功率则是扭矩乘上引擎转速的乘积﹙编按：再乘以一个常数﹚，引擎转速愈高、则功率愈大；因此功率曲线像是一座陡峭的山壁上坡的这一边、数值是一路向上爬的。而扭矩曲线却非如此，除非有涡轮增压器、或是机械增压器的“加持”，否则，任何一具自然进气的扭矩曲线都像是一座小山，爬过了峰顶之后，扭矩就得开始下滑，然而，当扭矩开始下滑时，回转数还继续增加，因此功率曲线并不随著扭矩曲线一同下滑，相反的，因为乘数﹙扭矩﹚虽然开始变小，可是被乘数﹙引擎转速﹚却增长得更快，所以乘积﹙功率﹚还继续上升，一直到乘数实在愈来愈小、小到被乘数的增加也不够将乘积变大的时候，功率曲线才开始下滑，而此时，通常都是在引擎转速接近红线区的附近了。 　　So，扭矩对于一部车子的意义，在于它的起步加速，扭矩愈大、出现的转速愈低，这部车子的起步加速就会愈快。至于功率呢？它的意义在于创造车子的极速表现，功率愈大、出现的转速愈高，它的尾速就会比较强、就有可能跑出更高的极速。了解功率/扭矩的区别之后，您就会明白为什么美国车极速都不高，因为那是一个高速公路只能开65英里时速﹙大约105km/h﹚、而且一般人都相当守法的国度，因此车子极速能跑多高？对消费者来讲，除了吹牛打屁时的炫耀之外，没什么实际的意义，故而美国车注重起步加速的低速扭矩，加上美国汽油便宜，因此美国车喜欢把引擎排气量做大，以求得货真价实的低速扭矩。与之相对的，是德国车。在欧洲，汽油是相当贵的，因此欧洲车厂擅长以小排气量引擎压榨出大力道，希望在节约燃油之余、也还能获得不错的动力输出，这就是为什么欧洲车比较多见涡轮增压引擎、机械增压引擎的道理；而在德国，因为他们有Autobahn--无限速高速公路，车子有机会飙高速，因此一部车的极速表现如何就相对重要！这也就解释了为什么德国车子多半是高转速功率引擎的道理。