作者: farecho (奢靡拜金巴吉歐) 看板: NCKU-MOTOR
標題: 馬力與扭力的迷思
時間: Thu Jan 15 04:04:56 2004
這類的標題應該出現過很多次
但我還是野人獻曝一番 算是簡要的解釋一下
如有錯誤 也請先進不吝指教
所謂扭力 指的是活塞下行時的力量乘上曲軸中心與連桿下端的距離
也就是力矩 所以他的單位是公斤-米
而馬力是功率的單位 也就是所謂specific work 每秒做多少的功
馬力有數種單位 基本上有日制馬力 德制馬力之分
德制馬力是所謂馬力的公制單位 德至馬力大於日制馬力 換算我記不得了
我想大概是1日制＝0.7德制的樣子
而再正規的熱機學理 1HP(metric)=0.735kw 1HP(UK)=0.7457kw
我簡單說明一下兩者的關係
很多人認為 馬力就是扭力呈上轉數再乘一個常數
基本上如果你將他們無因次化的結果是這樣沒錯
簡單說 就是"單位上看來是如此"
但是實際上卻不然
功的定義就是力乘上距離
所以扭力是要乘上轉數再乘上一場數會等於功率
但是要考慮許多因素
以四衝成引擎來看 其因為氣門的設計
使得出力較為平均 所以其扭力隨著轉數的變化 成一較為平直的曲線
我們習慣成之為"扭力高原"
但隨著轉數的上升
因為容積效率的逐漸的下降
(容積效率可以想像成心肺功能)
跑得愈快愈喘 喘不過氣來的時候 就是容積效率很差的時候 (粗淺的比喻啦)
其新鮮油氣跟廢氣替換差 所以導致扭力開始下降
另一造成扭力下降的原因 也因為轉數升高 是使得潤滑或機件上的阻力上升
亦使扭力下降
所以 可想而知四衝程引擎"換氣"較佳 所以其扭力較二衝程飽足
而馬力呢?
為何扭力下降馬力卻反升呢?
因為馬力是扭力呈上轉數再乘常數
所以當扭力下降一點點 而轉數卻上升很多時
馬力依然是呈上升的狀態
等到扭力不斷下降
下降到"即使轉數上得很高 也無法彌補扭力的下降時"
馬力曲線就開始下降
基本上的關係是這樣 但其中牽涉到的因素仍然很多
所以馬力跟扭力之間 存在的是依的無法全然理解的經驗關係式
所以 馬力曲線跟扭力曲線 是用測的 而不是用算的
這兩者有各自的變因存在
至於熱效率的問題
我想這說來話常
有所謂的一次跟二次效率
我不想贅言
只跟大家提到一個觀念
通常熱機效率無法超過30%
這牽涉到理想熱機循環 CARNOT CYCLE的問題
卡諾循環已經是最理想的狀態了 也不超過三成
所以當有人說"一切理想下" 其實仍然無法到達100%的效率
但二次效率卻動輒95%
此指的是另一回事 是與理想值相較的值 不要搞混
所以當你聽到效率高逾5成 那八成指的是二次效率
二次效率最高可達 98% 哩!! (比如說燃料電池)
所以下次有人談到馬力扭力的關係
千萬不要再搞混了
扭力曲線相同的兩具引擎 其馬力曲線不見得相同 更遑論其性能了
扭力 馬力 只是一個指標 就算兩者都一樣 其性能也不見得是一樣的
因為"性能"兩字太籠統 涵蓋範圍更大 甚至牽涉到燃燒的問題
這說下去可就沒完沒了
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下次社課 社長要再多強調這方面了
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