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動力與扭矩是什麼意思

圖文 更新时间:2024-07-19 07:19:41

2017年,當特斯拉發布Roadster 2時,除了亮眼的2.1秒破百加速外,10000N·m的扭矩數據也引發一系列激烈的讨論。很多人在确定是10000而非是多寫了個“0”後,都在驚呼特斯拉的可怕,畢竟我們認知中的民用車扭矩也就在200、300左右,從來沒見過哪個廠商宣傳的扭矩可以達到5位數。

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但事實上,這隻不過是Elon Musk在發布會上玩的文字遊戲罷了。在官網上找到這10000N·m的出處後,我們就能發現,扭矩的前面還有兩個字:輪上。千萬别小瞧這兩個字,如果Roadster 2的電機輸出扭矩真有10000N·m話,那麼Roadster 2可以媲美小型發電站所使用的電機能力了。

而最近,很多自主品牌又開始把“輪上扭矩”當成了賣點,拿出來混淆消費者視聽。所以,我們認知中的扭矩和輪上扭矩到底是什麼關系呢?

我們先從引起誤區的源頭——扭矩來說起。

汽車産生扭矩的原理很簡單,就是發動機内燃油爆燃後推動氣缸做功而産生的力。這個力又經過連杆施加于曲軸上,并驅動曲軸旋轉。而曲軸産生的力,就是我們所說的發動機“扭矩”了。

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所以,我們認知中說到的“扭矩”,指的皆是“曲軸扭矩”,即發動機輸出軸上力的大小,這個數值反映着車輛在一定範圍内的負載能力。

而這個力有多大呢?以雷克薩斯ES200的說明書為例,裡面标注了其發動機最大扭矩為208N·m。按照上述的“扭矩”來源,發動機扭矩可以理解為物理裡面的力矩。扭矩=力x力臂,我們假設在發動機輸出軸端裝個1米長的扳手,并在扳手上施以208N也就是20.8kg的力,初中物理的理論知識告訴我們,這個反向力便可以抵消掉一台雷克薩斯ES200發動機所産生的靜态扭矩。

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聽起來是不是危言聳聽,這麼小的力為什麼能驅動一台龐大的汽車?

千萬别忘了,發動機不是産生了一個208N·m的靜态扭矩,而是以每分鐘少則幾百轉多則幾千轉的頻率持續産生這樣的力。這股力也不是直接去驅動車輪,因為208N·m扭矩是無法直接驅動汽車行駛的,畢竟汽車在起步時的阻力一般在800N·m以上。

那麼,在這種情況下如何讓發動機驅動汽車行駛呢?這就要利用傳動系統來給發動機降速增扭,将發動機扭矩放大。發動機後面還有什麼?當然是變速箱、主減速器、差速器。

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當車輛起步時,變速箱處于低擋位,變速箱會将發動機動辄幾千轉的轉速降低數倍,再經主減速器,最終到車輪上的轉速可以被降到很低。在汽車功率固定的條件下,扭矩和發動機轉速成反比,轉速越大、扭矩越小;轉速越小、扭矩越大。

所以,發動機的扭矩×擋位的減速比×主減速比後,最終得到的是經過放大幾十倍後的輪上扭矩(忽略機械損失)。而我們經常遇到的家用車,一般在1擋時的輪上扭矩都可以達到5000N·m以上,而那些具備分動箱的硬派越野車,還可以再次将輪上扭矩放大數倍。

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同樣以特斯拉為例,按照上述的計算公式,特斯拉官方給出Model S P100D的電機扭矩是 1072N·m,減速比是9.73。忽略機械損失的話,Model S P100D的輪上扭矩已經達到了10430N·m,已經超越了Roadster 2的10000N·m了。

千萬不要被電動車10000N·m的輪上扭矩吓到,其實燃油車可以做到更加極緻。我們拿道奇Ram 3500 HD舉例,其搭載的康明斯6.7L柴油直六發動機最大扭矩1365N·m,愛信AS69RC變速箱的1擋傳動比3.75,主減速比4.1,忽略傳動損耗,輪上扭矩達到了20987N·m。這還沒完,如果在挂上4L低速四驅後,扭矩可以再放大2.64倍,最終的輪上扭矩可以達到恐怖的55405N·m。

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也就是說,發動機/電機的扭矩數據與輪上扭矩不完全挂鈎,甚至不能相提并論,通過輪上扭矩來衡量一款車型動力性能沒有實際意義。誇張的輪上扭矩數據,隻是各家廠商為了博消費者眼球而玩的文字遊戲罷了。

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