2017年10月30日

請問到底是馬力重要還是扭力重要?


如果把扭力想成(力),
馬力則是(能量)可能會比較好分別,
而移動的瞬間需要的是力來達成,
移動的距離或是持續性,
則需要的是能量,
根據牛頓力(F=ma),
相對同質量的物體給予愈大的力,
會有愈大的加速度,
是故愈大的扭力會有愈好的加速力。

對於運動慣量=mv、對動能=(1/2)(mv×v),
相同質量的物體在較高的速度下擁有較高能量,
所以較大的馬力(能量)輸出可有較好的高速及極速表現,
這樣的說法應該簡單明瞭,
但實際在路上跑,
會有風向、氣溫、地面磨擦等各種問題產生,
所以打造一輛改裝車其實並不容易,
並不是兩條線愈高愈好喔。

對於一個入門新車主來說,
真的需要有人幫忙解釋清楚,
到底引擎馬力與扭力哪一個比較重要?
事實上,恐
怕連許多開車經年的老手都不見得
能把馬力、扭力解釋得清楚呢!

扭力也好、馬力也好,
其實都是引擎因燃燒汽(柴)油與空氣的混合物、
將化學能轉變為熱能、
再轉變為動能所發出的力道。
既然指的是同一具引擎,
那怎麼可能發出二種力道呢?
對的,一具引擎只會發出一種力道,
扭力也好、馬力也罷,
都只是我們解釋的角度。
也就是對引擎發出之力道運用方式的不同
所產生的不同解釋,如此而已。

為什麼對同一股力道,
會要有二種不同的解釋呢?
答案是當運用的場合不同時,
力道的表現方式和大小就會有所不同,
而這,就是扭力與馬力的差別。
幻想一下,如果站在您面前的,
是體重超過300磅的美國職籃NBA高手〝俠客歐尼爾〞,
他就像是一座小山般地杵在您面前,
而您所負責的工作是要推動他、讓他開步走!
這時候,您所需要的是什麼?
對了,就是扭力,
要讓〝俠客〞開步走,
您一來必須克服他那300多磅體重
所產生的「最大靜摩擦」,
才能讓他動起來;
二來您在推他時,
本身也毫無因運動慣性所產生的動能,
因此所能仰仗的力量,
就等於是引擎從怠速運轉、開始加速的「低速扭力」。

接著,
您再繼續幻想,
如果〝俠客〞已經跑動起來,
而且是接近禁區、
已經到了可以跨步上籃的這個階段,
這時候,
如果您跟得上他的腳步,
是不是只需要在他背後輕輕一推
、〝俠客〞就可以用更快的速度飛身上籃了呢?
這時候,
您施予〝俠客〞身上的力道是什麼?
「高速扭力」,
恭喜您,答對了!
而您再想一想,
拼盡了吃奶的力道,
好不容易才把〝俠客〞推動一小步的力道,
和輕輕推一把、
就可以讓300多磅的巨人飛身上籃的力道,
難道不是同一個您所發出來的嗎?

為何會有如此的差異呢?
關鍵就在「慣性」二個字上,
當一樣物體要從靜止被推動的時候,
依據「靜者恆靜、動者恆動」
的牛頓運動定律,
絕對要極大的能量,
因此,
唯有低速扭力強大的引擎才能產生輕快的起步加速,
這,也就是為什麼賽車、超級跑車,
統統都得採用
「輕量化車身搭配大排氣量引擎」
這種組合的道理。
扭力的功能就是展現在起步加速的時候。

從廠方公佈的馬力/扭力曲線圖
就能窺出這具引擎是屬於
「低轉速大扭力」或是「高轉速大馬力」輸出型;
扭力曲線越平緩,
代表轉速域的扭力輸出越平均,
起步加速或再加速自然較快。

相對的,
當車子動起來之後,
慣性會讓它一直往施力方向持續前進,
這時候,
如果要讓車子的運動速度再加快,
所需要的,
就是馬力。簡單一點來說,
扭力是引擎真正可以發出的力道,
而馬力則是扭力乘上引擎轉速的乘積
﹙編按:再乘以一個常數﹚,
引擎轉速愈高、則馬力愈大;
因此馬力曲線像是一座陡峭的山壁上坡的這一邊、
數值是一路向上爬的。
而扭力曲線卻非如此,
除非有渦輪增壓器、或是機械增壓器的〝加持〞,
否則,
任何一具自然進氣的扭力曲線都像是一座小山,
爬過了峰頂之後,
扭力就得開始下滑,
然而,當扭力開始下滑時,
迴轉數還繼續增加,
因此馬力曲線並不隨著扭力曲線一同下滑,
相反的,
因為乘數﹙扭力﹚雖然開始變小,
可是被乘數﹙引擎轉速﹚卻增長得更快,
所以乘積﹙馬力﹚還繼續上升,
一直到乘數實在愈來愈小、
小到被乘數的增加也不夠將乘積變大的時候,
馬力曲線才開始下滑,
而此時,
通常都是在引擎轉速接近紅線區的附近了。

So,扭力對於一部車子的意義,
在於它的起步加速,
扭力愈大、出現的轉速愈低,
這部車子的起步加速就會愈快。
至於馬力呢?
它的意義在於創造車子的極速表現,
馬力愈大、出現的轉速愈高,
它的尾速就會比較強、
就有可能跑出更高的極速。
了解馬力/扭力的區別之後,
您就會明白為什麼美國車極速都不高,
因為那是一個高速公路只能開65英里時速﹙大約105km/h﹚、而且一般人都相當守法的國度,
因此車子極速能跑多高?
對消費者來講,
除了吹牛打屁時的炫燿之外,
沒什麼實際的意義,
故而美國車注重起步加速的低速扭力,
加上美國汽油便宜,
因此美國車喜歡把引擎排氣量做大,
以求得貨真價實的低速扭力。
與之相對的,
是德國車。
在歐洲,汽油是相當貴的,
因此歐洲車廠擅長以小排氣量引擎壓榨出大力道,
希望在節約燃油之餘、
也還能獲得不錯的動力輸出,
這就是為什麼歐洲車比較多見渦輪增壓引擎、
機械增壓引擎的道理;
而在德國,
因為他們有Autobahn--無限速高速公路,
車子有機會飆高速,
因此一部車的極速表現如何就相對重要!
這也就解釋了為什麼德國車子
多半是高轉速馬力引擎的道理。

資料來源:
http://auto.lemonwebs.com/11.htm
http://www.carnews.com/news/article/49732


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