发动机功率计算公式( 二 )


功率是由扭矩计算出来的,而计算的公式相当简单:功率(w)=2π× 扭矩(n-m)×转速(rpm)/60,简化计算后成为:功率(kw)=扭矩(n-m) ×转速(rpm)/9549,详细的推导请参看方块文章 。然而功率kw要如何 转换成大家常见的「马力」呢,这又有一段故事得讲 。英制或公制? 1ps=735w;1hp=746w 马力定义竟然不一样!

谈到引擎的马力,相信不少人会直觉地想到什么din、sae、eec、jis等等不同测试标准,到底这些标准的差异在哪儿,以后有空再研究;有点夸张的是由于英制与公制的不同,对「马力」的定义基本上就不一样 。英制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英呎(ft),相乘之后等于33,000ft-lb/min;而公制的马力(ps)定义则为一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺,相乘之后等于4500kg-m/min 。经过单位换算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然发现1hp=4566kg-m/min,与公制的1ps=4500kg-m有些许差异,而如果以功率w(1w=1nm/sec= 9.8kgm/sec)来换算的话,可得1hp=746w;1ps=735w两项不一样的结果 。同样是「马力」,英制马 力与公制马力的定义竟然不一样!难道英国马比较「有力」吗?
到底世界上为什么会有英制与公制的分别,就好像为什么有的汽车是右驾,有的却是左驾一样,是人类永远难以协调的差异点 。若以大家 比较熟悉的几个测试标准来看,德国的din与欧洲共同体的新标准 eec还有日本的jis是以公制的ps为马力单位,而sae使用的是英制的 hp为单位,但为了避免复杂,本刊一率将马力的单位标示为hp 。近来,越来越多的原厂数据已改提供绝对无争议的kw作为引擎输出的功率数值 。
不过话说回来,1ps与1hp之间的差异仅1.5%,每一百匹马力差1.5匹,差异并不大 。一般房车的马力多半仅在200匹马力以下,两者由于定义的差异也仅3匹马力左右,因此如果您真要「马马计较」,就把sae 标准的数据多个1.5%吧!不过sae、jis、din、eec各种测试标准之 间亦有些许差异,这个老问题已经争论过很多次了,单位之间不能真正划上等号,然而在差别不怎么多的情况之下,就当作相同吧!因此 管他是ps或hp,都差不多可以视为相等 。
终于可以做结论了!将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式,并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-m之后,可得下列结果: 英制马力hp=扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)/727 公制马力ps =扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)/716
知道这些公式之后有什么用呢?从「马力hp=扭力×转速/727」看来,如果能增加引擎转速,扭力不变的情况下,便能增加马力 。例如若能 将转速从6000rpm增加到8000rpm,等于增加了33%,但因为凸轮轴的 限制使得8000rpm时的扭力下降了10%,则仍能使马力增加19.7%,这 说明了时下改装计算机的为何能在解除断油后大幅增加马力 。所以不要被「增加??匹马力」的广告所著魔 。
让我们从另外一个角度来想:如果在同样的转速下,增加20匹马力,代表能增加多少推力呢?以最大扭力点发挥于5000rpm的情况下,将公式稍微变换一下,可发现增加的扭力=20hp×727/ 5000rpm=2.9kgm 。再将这个结果代入汽车驱动力的公式,同样以喜美 的一档计算,2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤 。对于一吨重的车身而言,影响似乎也不怎么大;再者如果相差5匹马力的话,推力更仅增加23公斤,可见相差5匹马力,根本也没差多少,所以能「增加5匹马力」的产品,到底应该花多少钱去改装,您自个儿会拿捏了吧?
大马力决定真性能! 到底大马力的车子跑得快,还是大扭力的车子跑得快?从公式可以知 道大马力的原因是「高转速的时候仍保有高扭力数值」,也就是说要 有大马力,不只是低转速的扭力要好,连高转速的扭力都得继续维持,这表示扭力与马力的争论根本是多余的,只要能做到高马力,除了表示各转速区域的扭力都很大之外,更代表材料技术的优越性,将活塞、进排气阀门的材质与重量予以强化与轻量化,才能将引擎转速提高 。

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