汽车马力是什么意思(100马力等于多少时速)

对于很多刚接触汽车、或者对于汽车发动机基本原理研究得不深、又或者一些天天在网络上看着各种“唯马力论”的视频就自认为很懂车的,总会把一辆车多少多少马力这样的话述挂在嘴边。那么到底马力是怎么来的?又或者说,到底马力是什么呢?

回答这个问题前,我觉得看官们都必须明确一个生理现象:人类这种动物的神经系统是无法感应到“马力”大小的。原因很简单,马力并不是一个实际存在的物理量,而是扭力乘以转速得到的一个数字而已;至于那些只会拿着各款车的马力参数来“悬浮式”横向对比高下的,起码从生理上就是一种扯谈行为。

一如既往地,我们先说“马力”是怎么被提出来的历史问题:

18世纪初,蒸汽机的诞生催生了“马力”这个概念,最早提出“马力”这个词的人是英国工程师Thomas Savery(托马斯.萨弗里),当时他制作了一台用于抽水的蒸汽机,并获得了专利,作用大致上就是从矿坑里将水抽出来的装置,但使用中发现,水只能被提升到12米的高度便上不去了,作为一种定义,他说蒸汽机可以在一定时间内完成两匹马可完成的工作,而且还能不间断的工作,于是他便将此等效的工作能力命名为“10匹马力”。

汽车文化之:到底马力是什么?

图:英国工程师Thomas Savery(托马斯.萨弗里)早在18世纪初就已经提出了Horsepower马力的叫法,但它所包含的概念则是笼统的,并无实验验证。

而将马力以实验论证方式得出计算公式的人是苏格兰发明家James Watt(詹姆斯.瓦特),而他在定义蒸汽机的“马力”时,也借用了萨弗里的“Horsepower”的等效概念和用词。瓦特在1782年的理论是:一匹马,以每小时2.5 mph的速度奔跑,可以拉起100磅(45.35公斤)的重物,换算后,即每分钟22000磅尺,但为了补偿蒸汽机的摩擦损失等,瓦特将这个值提高了50%,即每分钟33000磅尺。量化计量方式:33000磅尺/分钟,或550磅尺/秒,就是1匹马力。

汽车文化之:到底马力是什么?

图:James Watt(詹姆斯.瓦特)是苏格兰发明家,他有很多发明和创新,例如将蒸汽机的动力输出从直线运动改成了旋转运动就是非常大发明,而最为人们所知的就是制定了功率的单位,马力和瓦特都是由他定义。

1889年,巴黎举行的国际电业大会上建议用瓦(W)和千瓦(KW)取代马力成为功率单位,1911年,马力才正式被千瓦取代。不过,说到这里就会衍生另外一个关于计量单位产生的误差问题,英美国家使用的力矩单位为“磅.尺”,即依然沿用550 lb.ft/sec为单位,英制马力单位表达为“hp”;在后来公制单位的引入后,1马力的标定为1秒钟内、将75公斤的重物拉提1米的高度,而公制马力的写成“ps”。(一个健康的人,可以产生约1.2匹马力;某些项目的运动项目的运动员,例如举重等,可以产生2.5匹以上的马力)

而如果用瓦特作为单位的换算就是:

1 hp=33000磅尺力/分钟=550磅尺力/秒=745.6998瓦

1 ps=75公斤.米/秒≈542.4760磅尺力/秒=735.4987瓦

汽车文化之:到底马力是什么?

图:现在国外的很多汽车参数表里依然使用“lb.ft”磅尺作为扭力的单位,因为最早的马力测定实验里,用的单位就是磅lb和英尺ft。

但因为“马力”这个概念此时已经被使用了上百年,而且各种语言早已将功率以匹作为单位而深入民心之下,用“匹”来标注功率可以作为辅助单位而继续使用。但各国对于不同语言对于马力的标称都有不同:

意大利称为CV(Cavallo Vape );

荷兰称为PK(Paardenkracht );

法国称为CV(Cheval-Vapeur);

俄文成为л.с(лошадиная сила);

北欧国家一般成为HK(hästkraft);

.......

中文就用“匹”作为量词。

放到汽车发动机的马力测算时,因为瓦特的另一个关于马力计算实验中,即注明的“马拉磨实验”,即一匹马在一小时内,拉着一根长度为12英尺(3.7米)的木杆的磨转了144圈,,那么根据马所走过的距离计算公式,得出的就是每分钟32572磅尺,取整数值就是:33000磅尺/分钟(44742牛米/分钟)。

汽车文化之:到底马力是什么?

如果放在汽车发动机上计算马力的公式:

T(lb.ft)×N(rpm)÷5252=P(hp)

这里得到的P,就是一点,将马力图上的所有点连起来,一直到发动机断油那个点,就是一条完整的马力曲线图。

汽车文化之:到底马力是什么?

图:汽车参数表里所谓的最大马力值就是指发动机依靠气缸发出的力和机械结构特性,能把发动机的转速推到一个与扭力乘积的最大值的一个点的数据,而已。换句话说,每个转速点上的扭力决定了每个转速点上的马力大小,极端点儿说,如果发动机的扭力为0,马力就为0。图中可见,经典的发动机理论中,5252转为扭力和马力交汇点,此转速之后的马力参数依然还是要靠不断降低的扭力×以不断攀升的转速获得。

通过这条公式,各位就能知道汽车的发动机的扭力和马力之间的关系了:用测试仪器,可以测出每个转速下发动机所能发出的力T,用这个T乘以转速除以5252,便可以得到这个转速点上的P马力值,然后将这些一个个的点连起来,就得出了马力机上所显示的马力曲线图。

当然,我们也并不认同那种较为绝对的“加速看扭力、极速看马力”的说法,这么说确实有点儿绝对和以偏概全,汽车发动机的特性或者说动力输出设定有无数条路径,同一款发动机,应用在不同大小、不同用途的车型上,都会有通过不同的设定来满足车辆属性要求,例如一台2.0T的发动机,放在一台1吨不到的B级小车上和放在一台接近两吨的E级轿车上,其两者的输出特性设定就可以是天壤之别般不同,所以单纯从一款发动机的最大马力、和最大扭力上说它的是与非,本身就是一种对汽车无知的说辞。

汽车文化之:到底马力是什么?

通过上面的说明,就能得到这么一个思路:

所有的汽车发动机能被测量出来的就只有一个叫扭力或者扭矩的物理量,有人会说“不是还有马力机或者叫测功机的机器可以测出马力吗?”对的,但这里用错了词,得出马力参数的那个“测算”而不是“测量”,马力是测功机测量出扭力这个参数以后,然后再计算出每个转速下的马力点值,将之连成线,才会得到那条所谓的马力曲线,所以马力(功率)是测算不是测量出来的。而所谓的最大马力值,说句笼统一点的理解,就是检验的发动机最高转速能到多少的问题,这个就跟发动机的配气机构、气门、缸径冲程比、供油、点火等等一系列的配置有关了。

汽车文化之:到底马力是什么?

图:示意图中以扳手为例,汽车发动机的F来自气缸内燃油混合气爆炸后推动活塞向下运动的力;L可以简单理解为曲轴中心点至曲柄销中心点的距离。但如果L越长越不利于转速提高。

说到这里就是另外一个关于发动机的知识了,我们经常会用一个“缸径冲程比”的数字来判断一台的动力特性,例如本田K20A的缸径是86mm、冲程也是86mm,它的缸径冲程比就是1,属于一种均衡性的参数设计;大部分轿车引擎都会采用小于1的设计,也就是缸径比冲程小,换句话说就是曲轴中心至曲柄销中心的距离长,根据力矩=力×力臂的公式,力就是气缸内燃烧做功推动活塞向下运动的力,力臂就是曲轴中心至曲柄销的距离,数个气缸所发出的力经过复杂的力矩叠加后,到达飞轮的就是可测量的发动机的扭力或称为扭矩T。

汽车文化之:到底马力是什么?

图:为什么很多厂家车辆参数列表里也会把缸径和冲程的参数列出来,不是没有意义的;而作为一个消费者买车时,会看一些发动机参数很重要,目的是要知道这台发动机的运转特性为何。长冲程扭力大、转速低,适合日常代步车,坐满5个人也不太吃力;短冲程发动机低扭差、峰值马力大,适合轻量化下的激烈驾驶。

但如果活塞冲程长的话,每旋转一圈,曲柄销的行程又太长不利于转速的提升,所以才会有了一般缸径冲程比小于1的发动机的峰值转速都不高的情况,这类引擎也成为扭力型设定引擎,低中转速范围内,它的扭力因为曲轴的力臂距离大,所以扭力就大,但转速提升慢、且峰值低,到了五六千转已经到了活塞的力能推动的极限,如果此时将它套入“力矩×转速÷5252”这条公式的话,最大马力自然就高不到哪去。

所以,很多车友误以为的“某车发动机功率大到可以飞转”的思路,其实是拿着那个所谓的最大功率来臆想出来的,最大马力不是恒定的,是要靠“扭力”和“转速”这两个可变量作为大前提计算出来的。既然知道了这个马力是怎么来的,如果还是那么“执迷不悟”地坚持讨论某车多少匹和某车多少匹来打嘴炮的话,那不叫愚昧还能用什么词来形容呢?

汽车文化之:到底马力是什么?

图:现在很多原厂车或者改装车会通过使用增压装置来弥补或提升动力性能,说白了,就是在那条公式里,增大某一段转速范围里气缸所发出的力;又或者令曲轴平衡度更高,更容易攀升到更高的转速,乘积得出的最大马力也更高。

回到“选车买车”和“动力参数”之间的问题。一个理性的消费者,或者直白点儿说就是但凡真懂车的人,买车的时候:

第一看扭力参数;

第二看车重;

第三看变速箱齿比;

第四看原车配了条什么轮胎......

有了这四个要素说明,就知道这台车好不好开。至于看不看最大马力值,过一眼就好,它只能说明你在这台发动机断油之前能获得多少能用于对抗空气阻力的能力,马力的作用仅此而已,没超过发动机扭力峰值转速前,你的所有推背感全部来自扭力经过变速箱齿轮和尾牙的缩小或放大后,传递给轮胎对抗摩擦力后变成推动车辆前进的力,再大的马力参数只是告诉你突破风阻及路面摩擦力的上限速度能到多少的事情,但以国内的交通法规,130你就没了6分,180就得重考,说句难听的,你给我2000匹的都没用。

记住一句话:扭力是用来开车的、马力是用来卖车的......

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