汽車功率

汽車功率是指汽車在單位時間內所做的功，功率是指物體在單位時間內所做的功。功率越大扭力越大，汽車的拉力也越高，常用最大功率來描述汽車的動力性能。

最大功率一般用馬力 (PS）或千瓦(kw）來表示，1馬力等於0.735千瓦。功率就是表示物體做功快慢的物理量，物理學裡功率P=功W/時間t，單位是瓦w。

基本介紹

• 中文名：汽車功率
• 外文名：Power
• 表達式：功率（kw)=扭矩（Nm) ×轉速（rpm)/9549。
• 適用領域範圍：汽車性能
• 單位：千瓦（KW）

功率

功率單位

有kw、ps、hp、bhp、whp等，還有義大利以前用的cv，在這裡邊千

引擎寫真

瓦kw是國際標準單位，1kw=1000w，用1秒做完1000焦耳的功，其功率就是1kw。日常生活中，我們常常把功率俗稱為馬力，單位是匹，就像將扭矩稱為扭力一樣。在汽車上邊，最大的做功機器就是引擎，引擎的功率是由扭矩計算出來的。

計算公式

功率（w)=扭矩（Nm）×轉速（rpm)×2π/60，簡化計算後成為：功率（kw)=扭矩（Nm) ×轉速（rpm)/9549。

轉換

由於英制與公制的不同，對馬力的定義基本上就不一樣。英制的馬力（hp）定義為：一匹馬於一分鐘內將200磅（lb）重的物體拉動165英呎（ft），相乘之後等於33,000lb-ft/min；而公制的馬力（ps）定義則為一匹馬於一分鐘內將75kg的物體拉動60米，相乘之後等於4500kgm/min。經過單位換算，（1lb=0.454kg;1ft=0.3048m）竟然發現1hp=4566kgm/min，與公制的1ps=4500kgm/min有些許差異，而如果以瓦作單位（1w=1Nm/sec=0.102kgm/sec）來換算的話，可得1hp=746w;1ps=735w，兩項不一樣的結果，相差1.5%左右。到底世界上為什麼會有英制與公制的分別，就好像為什麼有的汽車是右舵，有的卻是左舵一樣，是人類永遠難以協調的差異點。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，但由於世界一體化經濟的來臨和為了避免複雜換算，越來越多的原廠數據已改提供毫無爭議的國際標準單位千瓦kw作為引擎輸出的功率數值。

小結：1hp=0.746kw 1ps=0.735kw 1hp=1.014966ps

與hp計算毛馬力不同，whp和bhp則是用不同方法測得的以hp為基礎的功率單位，就是wheel horse power（車輪馬力）和brake horse power（制動馬力），whp是dyno（俗稱跑步機，測功率用的）測出的車輪輸出功率，bhp則是引擎加上發電機，水泵等附屬檔案從engine shaft測量出來的功率數值，用bhp作單位，bhp和hp的差別很小。

扭矩

扭矩在物理學中就是力矩的大小，等於力和力臂的乘積，國際單位是牛米Nm，此外我們還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位，由於G=mg，當g=9.8的時候，1kg=9.8N，所以1kgm=9.8Nm，而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人們日常表達里，扭矩常常被稱為扭力（在物理學中這是2個不同的概念）。現在我們舉個例子：8代Civic 1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm，表示引擎在4300轉/分時的輸出扭矩為173.5Nm，那173.5N的力量怎么能使1噸多的汽車跑起來呢？其實引擎發出的扭矩要經過放大（代價就是同時將轉速降低）這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。引擎釋放出的扭力先經過變速箱作“可調”的扭矩放大（或在超比擋時縮小）再傳到終傳（尾牙）里作進一步的放大（同時轉速進一步降低），最後通過輪胎將驅動力釋放出來。如某車的1擋齒比（齒輪的齒數比，本質就是齒輪的半徑比）是3，尾牙為4，輪胎半徑為0.3米，原扭矩是200Nm的話，最後在輪軸的扭力就變成200×3×4=2400Nm（設傳動效率為100%）在除以輪胎半徑0.3米後，輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N的驅動力，這就足以驅動汽車了。

若論及機械效率，每經過一個齒輪傳輸，都會產生一次動力損耗，手動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，而傳動軸的萬向節效率約為98%。

功率

汽車發動機功率檢測結果如何分析?
我們先來了解發動機的額定功率，一般來說這是指發動機攜帶的必要的機件進行運轉時發生出的最大功率。發動機的有效功率是指曲軸對外輸出的淨功率。對於發動機功率檢測來說，主要有穩態測功和動態測功兩大類的方法。
對於穩態測功來說也可以叫負荷測功，這是指發動機的節氣門在開度到一定的程度時，在保持一定的轉速的情況下，參數必須要保持不變的穩定的狀態，在測量發動機功能上必須要通過發動機的模擬負荷來進行測定發動機的功率。對於穩態測功來說，發動機的有效功率與扭矩與轉速這之間有一定關係。具體有公式進行計算。
對於動態測功來說就是把發動機的所有運動部件當成一個繞曲軸的中心線來進行轉動，這是一個比較簡單的迴轉體，由於沒有外加負荷的發動機，由於在怠速或是低速下，大節氣門將加速到某一個高速運轉速度上，所以，發動機必須要克服各種機械性的阻礙。剩餘的扭矩也是有效的扭矩來進行發動機的加速運轉。通過一定的測量發動機的角加速來進行測量發動機在低速與高速所使用的時間，也可以計算出發動機所發出的功率。

驅動力

可由下列公式計算：

扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率

驅動力= ————————————————————

輪胎半徑（單位：米）

小結：1kgm=9.8Nm 1lb-ft=0.13826kgm 1lb-ft=1.355Nm

一般來說，在排量一定的情況下，缸徑小，行程長的汽缸較注重扭矩的發揮，轉速都不會太高，適用於需要大載荷的車輛。而缸徑大，行程短的汽缸較注重功率的輸出，轉速通常較高，適用於快跑的車輛。簡單來說：功率 正比於 扭矩×轉速

為什麼引擎的功率能由扭矩計算出來呢？

我們知道，功率P=功W÷時間t 功W=力F×距離s 所以，P=F×s/t=F×速度v

這裡的v是線速度，而在引擎里，曲軸的線速度=曲軸的角速度ω×曲軸半徑r，代入上式得：功率P=力F×半徑r×角速度ω ； 而 力F×半徑r=扭矩

得出：功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能從扭矩和轉速中算出來

角速度的單位是弧度/秒，在弧度制中一個派代表180度

計算

P=Fv，如果f不變，（P/v)-f=ma,F=f時，就勻速了。

兩個概念

扭矩和功率

發動機通過飛輪對外輸出的扭矩稱為有效扭矩，用Te表示，單位為N·m。有效扭矩與外界施加於發動機曲軸上的阻力矩相平衡。發動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效率，用Pe表示，單位為kW。它等於有效轉矩與曲軸角速度的乘積。　發動機的有效功率可以用台架試驗方法測定，即用測功器測定有效轉矩和曲軸角速度，然後運用以下的公式便可計算出發動機的有效功率。　Pe=Te·（2∏·n/60)/1000=Te·n/9550(kW) 　其中：Te——有效轉矩，N·m n——發動機轉速，r/min 　有效扭矩的最大值稱為最大轉矩，有效功率的最大值稱為最大功率。　報刊上在介紹某一車型時，其技術參數中的扭矩和功率通常就是最大扭矩和最大功率。而發動機銘牌上標明的功率及相應轉速則稱為額定功率和額定轉速，額定功率一般要小於最大功率，按照汽車發動機可靠性試驗方法的規定，汽車發動機應能在額定工況下能連續運行300—1000h。　關於扭矩和功率的含義，通俗一點講，扭矩好比百米賽跑選手在起跑點蹲撐，蓄勢待發，準備沖向前那一剎那的衝勁；而功率就是維持這股勁可以越跑越快，一直跑到終點的能力。增大發動機的排量，就能提高Te和Pe。為了增大發動機排量，可增加氣缸數（如3缸變4缸），或者增加單位氣缸的容積（如增大氣缸內徑）。二、正確理解發動機的“扭矩”和“功率”關係 簡單的說：發動機的扭矩象徵其氣缸一口氣所能吸進的油氣量，這個吸氣量是會隨油門開度的加大和發動機轉速的逐漸升高而增加的，但是它不會一直變大上去，到了某一轉速它就會達到顛峰，這就是平時人們所說的最大扭矩。發動機的轉速再上升，它就會逐漸下降，這是汽油發動機等內燃機在扭矩上的特色，也是最不理想的地方。功率等於扭矩乘以轉速，它象徵在單位時間裡發動機可吸進的油氣量。所以，當發動機轉速逐漸上升到最大扭矩點時，每口氣吸進的油氣量和單位時間裡的吸氣次數都在增加，因此功率一直上升；當轉速超過最大扭矩點後，儘管每口氣吸進的油氣量減少，但由於降幅不大且吸氣次數在增加，所以一直增加到最大功率點為止；當轉速超過最大功率點後，每口氣吸進的油氣量減少幅度要大於吸氣次數的增加幅度，所以功率開始減少。三、如何比較不同發動機的優劣或強化程度 汽車所要求的發動機動力性指標Te和Pe是在一定轉速下得到的。不同汽車的使用要求不一樣，車速也不一樣（如載貨汽車和轎車使用的車速就不一樣），所對應的發動機轉速就不一樣，因此不同用途的發動機，即便在有效功率相等的情況下，它們所對應的轉速也是不一樣的，反言之即功率相等的發動機並不能符合所有車型的要求，還必須在考慮功率和扭矩的同時看其所對應的轉速，這樣才能全面看出發動機的動力性能指標Te和Pe是否符合要求。　而Te和Pe這兩項動力性指標並不能直接用來評價不同排量發動機的優劣或強化程度，即不是功率和扭矩大的發動機就好或強化程度就高，而是要看單位氣缸工作容積所發出的功率和扭矩。　TL和PL就是表示單位氣缸工作容積的扭矩和功率，使用這兩項指標才能比較出不同發動機的優劣或強化程度。　汽車發動機TL和PL的範圍：　汽油機：TL=600kPa—1000kPa PL=22kW/L—55kw/L 　柴油機：TL=600kPa—900kPa PL=11kW/L—26kw/L 　在額定工況下，發動機每升氣缸工作容積所發出的功率叫升功率。　PL=Pe/(Vh·i)(kw/L) 其中：Vh——氣缸工作容積（L) i——氣缸數 　升功率標征單位氣缸工作容積的利用率，PL越大表示單位氣缸工作容積發出的功率越大，那么當發動機功率一定時，PL越大發動機就越小，材料質量越小。　提高升功率的途徑主要有4個：　⑴增加充氣量燃料燃燒需要空氣，相對燃料而言，空氣更難進入氣缸。採用增壓技術或改善換氣過程（如減少進氣阻力）可提高充氣量。　⑵改善混台氣質量和燃燒質量在一定的空氣量下，空氣與油料混合均勻，燃燒充分，單位氣缸容積供熱量增多。　⑶提高發動機機械效率 減少機械損失才能增加有效功率的輸出。減少機械損失主要是減少各摩擦副的摩擦損失，其次是減少輔助機構的功率消耗和泵氣損失。　⑷適當提高轉速 主要是增加作功（或充氣）頻率，即增加單位時間的充氣量。但是提高發動機轉速除應考慮機械強度外，轉速增加，每循環的充氣量減少、機械損失增大、燃燒過程難以組織，即轉速提高，會使Pe下降，因此，增加轉速也要適度。以上就是一些基本的內容，可能看起來有點費勁，不過沒有關係，我還會有更詳細，易懂的內容上來，幫助大家來擦亮眼睛的，有錯誤的地方，希望能夠多多包涵。

怎樣比較功率和扭矩的大小

不論是買汽車的顧客還是參觀車展的觀眾都會看到或聽到有關汽車性能的各種術語，其中出現最多的三個名詞是功率、扭矩和耗油量，因為它們表述了整車的基本性能。汽車的耗油量容易理解，至於汽車的功率和扭矩的含義，很多人就不太清楚。耗油量用“升/百公里”表示，顧名思義是指汽車跑一百公里的燃油平均消耗量。值得注意的是，要問清楚對應的速度，因為以不同的速度跑一百公里的耗油顯然是不同的。　功率凡是讀過中學物理的人都知道功率是指物體在單位時間內所做的功， 它與發動機轉速成正比關係，轉速越快功率越大，反之越小，它反映了汽車在一定時間內的作功能力。以同類型汽車做比較，功率越大轉速越高，汽車的最高速度也越快。　扭矩是使物體發生轉動的力，在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係，轉速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。在某些場合能真正反映出汽車的“本色”，例如啟動時或在山區行駛時，扭矩越高汽車運行的反應便越好。以同類型發動機轎車做比較，扭矩輸出愈大承載量愈大，加速性能愈好，爬坡能力愈強，換檔次數愈少，對汽車的磨損也會相對減少。尤其在轎車零速啟動時，更顯示出扭矩高者提升速度快的優越性。　功率與扭矩對於一般買主來講，重要的是了解功率、扭矩在汽車上的意義。實際上，同一台汽車發動機的扭矩隨著轉速的不同而變化，因而兩者是不可分割的。例如一般轎車發動機的最大輸出扭矩多在3千至4千轉/分之間的轉速中產生。因此選擇汽車時，要注意最大扭矩指標，數字愈大愈好，同時也要考慮最大扭矩輸出時的轉速值，轉速越高的汽車對路面的適應性就越強，換檔次數越少。　如果要了解汽車發動機功率、扭矩和耗油量在整個運行過程中的表現，就必須要閱讀發動機的速度特性曲線圖。　汽車發動機是工況複雜的機器，因此每種汽車發動機都需通過測試機確定自己的速度特性曲線圖，上面標有功率、扭矩、油耗率等三條特性曲線。發動機各個轉速的功率、扭矩和耗油量都一一對應在曲線上。　一些汽車性能說明書上印有發動機速度特性曲線圖，供用戶閱讀這些曲線圖來了解發動機上述術語的詳細性能。汽車功率與扭矩哪個比較重要

對於一個入門新車主來說，真的需要有人幫忙解釋清楚，到底引擎功率與扭矩哪一個比較重要？事實上，恐怕連許多開車經年的老手都不見得能把功率、扭矩解釋得清楚呢！

扭矩也好、功率也好，其實都是引擎因燃燒汽（柴）油與空氣的混合物、將化學能轉變為熱能、再轉變為動能所發出的力道。既然指的是同一具引擎，那怎么可能發出二種力道呢？對的，一具引擎只會發出一種力道，扭矩也好、功率也罷，都只是我們解釋的角度。也就是對引擎發出之力道運用方式的不同所產生的不同解釋，如此而已。

為什麼對同一股力道，會要有二種不同的解釋呢？答案是當運用的場合不同時，力道的表現方式和大小就會有所不同，而這，就是扭矩與功率的差別。幻想一下，如果站在您面前的，是體重超過300磅的美國職籃NBA高手“奧尼爾”，他就像是一座小山般地聳立在您面前，而您所負責的工作是要推動他、讓他開步走！這時候，您所需要的是什麼？對了，就是扭矩，要讓“奧尼爾”開步走，您一來必須克服他那300多磅體重所產生的“最大靜摩擦”，才能讓他動起來；二來您在推他時，本身也毫無因運動慣性所產生的動能，因此所能仰仗的力量，就等於是引擎從怠速運轉、開始加速的“低速扭矩”。

接著，您再繼 續幻想，如果奧尼爾已經跑動起來，而且是接近禁區、已經到了可以跨步上籃的這個階段，這時候，如果您跟得上他的腳步，是不是只需要在他背後輕輕一推、奧尼爾就可以用更快的速度飛身上籃了呢？這時候，您施予奧尼爾身上的力道是什麼？“高速扭矩”，恭喜您，答對了！而您再想一想，拼盡了吃奶的力道，好不容易才把奧尼爾推動一小步的力道，和輕輕推一把、就可以讓300多磅的巨人飛身上籃的力道，難道不是同一個您所發出來的嗎？

為何會有如此的差異呢？關鍵就在“慣性”二個字上，當一樣物體要從靜止被推動的時候，依據“靜者恆靜、動者恆動”的牛頓運動定律，絕對要極大的能量，因此，唯有低速扭矩強大的引擎才能產生輕快的起步加速，這，也就是為什麼賽車、超級跑車，統統都得採用“輕量化車身搭配大排氣量引擎”這種組合的道理。扭矩的功能就是展現在起步加速的時候。

從廠方公布的功率/扭矩曲線圖就能窺出這具引擎是屬於“低轉速大扭矩”或是“高轉速大功率”輸出型；扭矩曲線越平緩，代表轉速域的扭矩輸出越平均，起步加速或再加速自然較快。

相對的，當車子動起來之後，慣性會讓它一直往施力方向持續前進，這時候，如果要讓車子的運動速度再加快，所需要的，就是 功率。簡單一點來說，扭矩是引擎真正可以發出的力道，而功率則是扭矩乘上引擎轉速的乘積﹙編按：再乘以一個常數﹚，引擎轉速愈高、則功率愈大；因此功率曲線像是一座陡峭的山壁上坡的這一邊、數值是一路向上爬的。而扭矩曲線卻非如此，除非有渦輪增壓器、或是機械增壓器的“加持”，否則，任何一具自然進氣的扭矩曲線都像是一座小山，爬過了峰頂之後，扭矩就得開始下滑，然而，當扭矩開始下滑時，迴轉數還繼續增加，因此功率曲線並不隨著扭矩曲線一同下滑，相反的，因為乘數﹙扭矩﹚雖然開始變小，可是被乘數﹙引擎轉速﹚卻增長得更快，所以乘積﹙功率﹚還繼續上升，一直到乘數實在愈來愈小、小到被乘數的增加也不夠將乘積變大的時候，功率曲線才開始下滑，而此時，通常都是在引擎轉速接近紅線區的附近了。

So，扭矩對於一部車子的意義，在於它的起步加速，扭矩愈大、出現的轉速愈低，這部車子的起步加速就會愈快。至於功率呢？它的意義在於創造車子的極速表現，功率愈大、出現的轉速愈高，它的尾速就會比較強、就有可能跑出更高的極速。了解功率/扭矩的區別之後，您就會明白為什麼美國車極速都不高，因為那是一個高速公路只能開65英里時速﹙大約105km/h﹚、而且一般人都相當守法的國度，因此車子極速能跑多高？對消費者來講，除了吹牛打屁時的炫耀之外，沒什麼實際的意義，故而美國車注重起步加速的低速扭矩，加上美國汽油便宜，因此美國車喜歡把引擎排氣量做大，以求得貨真價實的低速扭矩。與之相對的，是德國車。在歐洲，汽油是相當貴的，因此歐洲車廠擅長以小排氣量引擎壓榨出大力道，希望在節約燃油之餘、也還能獲得不錯的動力輸出，這就是為什麼歐洲車比較多見渦輪增壓引擎、機械增壓引擎的道理；而在德國，因為他們有Autobahn--無限速高速公路，車子有機會飆高速，因此一部車的極速表現如何就相對重要！這也就解釋了為什麼德國車子多半是高轉速功率引擎的道理。