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汽車的馬力怎么換算具體一點

汽車的馬力怎么換算具體一點,謝謝!各位大俠
提問者:網(wǎng)友 2017-06-15
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  1英制馬力=0.746千瓦(kw) 1公制馬力=0.735千瓦(kw)  馬力是發(fā)動機功率單位,是單位時間內(nèi)發(fā)動機作功能力.  汽車驅(qū)動理論  馬力與扭力哪一項最能具體代表車輛性能?有人說「起步靠扭力,加 速靠馬力」,也有人說「馬力大代表極速高,扭力大代表加速好」,其實這些都是片段的錯誤解釋,其實車輛的前進一定是靠引擎所發(fā)揮 的扭力,所謂的「扭力」在物理學上應(yīng)稱為「扭矩」,因為以訛傳訛的結(jié)果,大家都說成「扭力」,也就從此流傳下來,為導正視聽,  本文以下皆稱為「扭矩」?! ∨ぞ氐挠^念從小學時候的「杠桿原理」就說明過了,定義是「垂直方向的力乘上與旋轉(zhuǎn)中心的距離」,公制單位為牛頓-米(N-m),除以重力加速度 9.8m/sec2之后,單位可換算成國人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制單位則 為磅-呎(lb-ft),在美國車的型錄上較為常見,若要轉(zhuǎn)換成公制,只要將lb-ft的數(shù)字除以7.22即可?! ∑囼?qū)動力的計算方式:  將扭矩除以車輪半徑即可由引擎馬力-扭力輸出曲線圖可發(fā)現(xiàn),在每一個轉(zhuǎn)速下都有一個相對的 扭矩數(shù)值,這些數(shù)值要如何轉(zhuǎn)換成實際推動汽車的力量呢?答案很簡單,就是「除以一個長度」,便可獲得「力」的數(shù)據(jù)。舉例而言,一 部1.6升的引擎大約可發(fā)揮15.0kg-m的最大扭力,此時若直接連上185/ 60R14尺寸的輪胎,半徑約為41公分,則經(jīng)由車輪所發(fā)揮的推進力量為15/0.41=36.6公斤的力量(事實上公斤并不是力量的單位,而是重量的單位,須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標準單位「牛頓」)?! ?6公斤的力量怎么推動一公噸的車重呢?而且動輒數(shù)千轉(zhuǎn)的引擎轉(zhuǎn)速更不可能恰好成為輪胎轉(zhuǎn)速,否則車子不就飛起來了?幸好聰明的人類發(fā)明了「齒輪」,利用不同大小的齒輪相連搭配,可以將旋轉(zhuǎn)的速度降低,同時將扭矩放大。由于齒輪的圓周比就是半徑比,因此從小齒輪傳遞動力至大齒輪時,轉(zhuǎn)動的速度降低的比率以及扭矩放大的倍數(shù),都恰好等于兩齒輪的齒數(shù)比例,這個比例就是所謂的「齒輪比」。  舉例說明,以小齒輪帶動大齒輪,假設(shè)小齒輪的齒數(shù)為15齒,大齒輪的齒數(shù)為45齒?! ‘斝↓X輪以3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而扭矩為20kg-m時,傳遞至大齒輪的轉(zhuǎn)速便降低了1/3,變成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成為60kg-m。這就是引擎扭矩經(jīng)由變速箱可降低轉(zhuǎn)速并放大扭矩的基本原理?! ≡谄嚿希孑敵鲋凛喬橹构步?jīng)過兩次扭矩的放大,第一次由變 速箱的檔位作用而產(chǎn)生,第二次則導因于最終齒輪比(或稱最終傳動 比)。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數(shù)。舉例來說,手排六代喜美的一檔齒輪比為3.250,最終齒輪比為4.058,而引擎的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm,于是我們可以算出第一檔的最 大扭矩經(jīng)過放大后為14.6×3.250×4.058=192.55kgm,比原引擎放大了13倍。此時再除以輪胎半徑約0.41m,即可獲得推力約為470公斤。然而上述的數(shù)值并不是實際的推力,畢竟機械傳輸?shù)倪^程中必定有磨 耗損失,因此必須將機械效率的因素考慮在內(nèi)?! ≌摷皺C械效率,每經(jīng)過一個齒輪傳輸,都會產(chǎn)生一次動力損耗,手排變速箱的機械效率約在95%左右,自排變速箱較慘,約剩88%左右,而傳動軸的萬向接頭 效率約為98%,各位自己乘乘看就知道實際的推力還剩多少。整體而 言,汽車的驅(qū)動力可由下列公式計算:  扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率  驅(qū)動力= ————————————————————  輪胎半徑(單位為公尺)  馬力亦非「力」乃「功率」的一種  了解如何將扭矩經(jīng)由變速箱的齒比放大成為實際推力之后,接著可以研究什么叫做「馬力」。馬力其實也不是一種「力」,而是一種功率 (Power)的單位,定義為單位時間內(nèi)所能做「功」的大小。盡管如此,我們不得不繼續(xù)使用「馬力」這個名字,畢竟已經(jīng)用太久了,講「功率」恐怕沒幾個消費者聽得懂?  功率是由扭矩計算出來的,而計算的公式相當簡單:功率(W)=2π× 扭矩(N-m)×轉(zhuǎn)速(rpm)/60,簡化計算后成為:功率(kW)=扭矩(N-m) ×轉(zhuǎn)速(rpm)/9549,詳細的推導請參看方塊文章。然而功率kW要如何 轉(zhuǎn)換成大家常見的「馬力」呢,這又有一段故事得講?! ∮⒅苹蚬疲俊 ?PS=735W;1hp=746W  馬力定義竟然不一樣!  談到引擎的馬力,相信不少人會直覺地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同測試標準,到底這些標準的差異在哪兒,以后有空再研究;有點夸張的是由于英制與公制的不同,對「馬力」的定義基本上就不一樣。英制的馬力(hp)定義為:一匹馬于一分鐘內(nèi)將200磅(lb)重的物體拉動165英呎(ft),相乘之后等于33,000ft-lb/min;而公制的馬力(PS)定義則為一匹馬于一分鐘內(nèi)將75公斤的物體拉動60公尺,相乘之后等于4500kg-m/min。經(jīng)過單位換算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然發(fā)現(xiàn)1hp=4566kg-m/min,與公制的1PS=4500kg-m有些許差異,而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 9.8kgm/sec)來換算的話,可得1hp=746W;1PS=735W兩項不一樣的結(jié)果。  同樣是「馬力」,英制馬 力與公制馬力的定義竟然不一樣!難道英國馬比較「有力」嗎?  到底世界上為什么會有英制與公制的分別,就好像為什么有的汽車是右駕,有的卻是左駕一樣,是人類永遠難以協(xié)調(diào)的差異點。若以大家 比較熟悉的幾個測試標準來看,德國的DIN與歐洲共同體的新標準 EEC還有日本的JIS是以公制的PS為馬力單位,而SAE使用的是英制的 hp為單位,但為了避免復雜,本刊一率將馬力的單位標示為hp。近來,越來越多的原廠數(shù)據(jù)已改提供絕對無爭議的KW作為引擎輸出的功率數(shù)值?! 〔贿^話說回來,1PS與1hp之間的差異僅1.5%,每一百匹馬力差1.5匹,差異并不大。一般房車的馬力多半僅在200匹馬力以下,兩者由于定義的差異也僅3匹馬力左右,因此如果您真要「馬馬計較」,就把SAE 標準的數(shù)據(jù)多個1.5%吧!不過SAE、JIS、DIN、EEC各種測試標準之 間亦有些許差異,這個老問題已經(jīng)爭論過很多次了,單位之間不能真正劃上等號,然而在差別不怎么多的情況之下,就當作相同吧!因此 管他是PS或hp,都差不多可以視為相等?! 〗K于可以做結(jié)論了!將上述獲得的馬力與功率換算方式代入功率與扭矩的換算公式,并且將扭矩的單位換算為大家熟悉的kg-m之后,可得下列結(jié)果:  英制馬力hp=扭力(kg-m)×引擎轉(zhuǎn)速(rpm)/727  公制馬力PS =扭力(kg-m)×引擎轉(zhuǎn)速(rpm)/716  知道這些公式之后有什么用呢?從「馬力hp=扭力×轉(zhuǎn)速/727」看來, 如果能增加引擎轉(zhuǎn)速,扭力不變的情況下,便能增加馬力。例如若能 將轉(zhuǎn)速從6000rpm增加到8000rpm,等于增加了33%,但因為凸輪軸的 限制使得8000rpm時的扭力下降了10%,則仍能使馬力增加19.7%,這 說明了時下改裝計算機的為何能在解除斷油后大幅增加馬力?! ∷圆灰弧冈黾???匹馬力」的廣告所著魔。  讓我們從另外一個角度來想:如果在同樣的轉(zhuǎn)速下,增加20匹馬力,代表能增加多少推力呢?以最大扭力點發(fā)揮于5000rpm的情況下,將公式稍微變換一下,可發(fā)現(xiàn)增加的扭力=20hp×727/ 5000rpm=2.9kgm。再將這個結(jié)果代入汽車驅(qū)動力的公式,同樣以喜美 的一檔計算,2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。對于一噸重的車身而言,影響似乎也不怎么大;再者如果相差5匹馬力的話,推力更僅增加23公斤,可見相差5匹馬力,根本也沒差多少,所以能「增加5匹馬力」的產(chǎn)品,到底應(yīng)該花多少錢去改裝,您自個兒會拿捏了吧?  大馬力決定真性能!  到底大馬力的車子跑得快,還是大扭力的車子跑得快?從公式可以知 道大馬力的原因是「高轉(zhuǎn)速的時候仍保有高扭力數(shù)值」,也就是說要 有大馬力,不只是低轉(zhuǎn)速的扭力要好,連高轉(zhuǎn)速的扭力都得繼續(xù)維持 ,這表示扭力與馬力的爭論根本是多余的,只要能做到高馬力,除了表示各轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭力都很大之外,更代表材料技術(shù)的優(yōu)越性,將活塞、進排氣閥門的材質(zhì)與重量予以強化與輕量化,才能將引擎轉(zhuǎn)速提高?! ∨ぞ嘏c功率的換算公式推導  假設(shè)一圓的半徑為r(單位為m),扭矩為T(單位為N-m),則圓周上切線 方向的力F=T/r,由于功率的定義為「每秒鐘所作的功」,對于圓周?動而言,每旋轉(zhuǎn)一圈所作的功為:F×圓周總長2πr 將F=T/r代入計算,每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT  再乘上引擎轉(zhuǎn)速rpm就是每分鐘所作的功,但功率P的單位是N-m/sec ,所以需除以60,轉(zhuǎn)換成每秒所作的功。代入公式:P=T2πrpm/60,將常數(shù)整理后,則可得P(kW)=Trpm/9545?! ∮缮衔目梢?,一臺車的動力由發(fā)動機傳輸?shù)杰囕?,需要?jīng)過多組齒輪因此有所損耗,如果德制馬力測的是傳遞到車輪上的動力,那么同樣發(fā)動機用在不同車型上的動力輸出應(yīng)該不同,試拿bmw330和bmw530做比較,其功率均是225hp/5900rpm;結(jié)論,要么bmw在數(shù)據(jù)上造假,要么它測的是發(fā)動機輸出凈值。
回答者:網(wǎng)友
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