马力与扭矩 —— 这对形影不离的“好哥俩”，究竟是什么？ 酷乐引擎管理·进阶

“ 达到一般的卓越，聪明的努力努力再努力，坚持坚持再坚持 ”...







Author / 蟹爪朝天

上一季的《引擎管理》中我们简单介绍了一些ECU的控制逻辑和调校思路。旨在让大家了解ECU程序是如何控制引擎工作的，以及在改变了引擎的硬件后应该对ECU程序进行什么样的修改。


在这一季中，我们会更详细的把这些话题深入下去，内容很精彩。为了方便大家查询资料，我们特意标注了一些英文关键词。从引擎产生动力到轮子转动，大致流程如图。

吸入新气、喷入燃料、控制点火，动力就会在缸内产生。减去泵气、摩擦等引擎内部损失后，就得到了曲轴上的扭矩。再减去打滑、缓冲等离合自身的损失后，得到了变速箱输入轴的扭矩。再减去变速箱自身的油液打滑、摩擦等损失后，得到了变速箱的输出扭矩。在引擎阶段，燃烧气凭借高压推动活塞下行，力流通过连杆的角度对曲轴进行切向的推动作用。

此时，这个推动力和曲轴偏心距(L)所形成的力矩即为曲轴扭矩。由此可见，就单独一个缸来说，在活塞位于行程中段时，曲轴上的扭矩处于较大水平，此时活塞的运动速度也处于较高水平。

因此，即使在工况稳定的情况下，曲轴输出的扭矩也不是十分稳定的。由图可见，对于单独一个缸来说，如果在活塞处于上止点（TDP）时点火，L=0，引擎是无法启动的。对于多缸且带有启动电机的引擎来说，虽然不存在这个问题，但点火的时刻非常重要。通常，控制点火的目标主要是：在上止点之后开始建立有效缸压，在活塞运行至中段时缸压达到最高，在接近下止点前完成燃烧过程且缸压适度降低。

在这个过程中，需要考虑转速、燃烧室形状、最远火焰锋面传播距离、从点火到结束燃烧的整个过程中缸压变化等很多情况。

自吸引擎和涡轮引擎扭矩曲线最明显的区别是在自吸扭矩曲线上能有找到一个峰值转速，而涡轮扭矩曲线的峰值多为宽泛的平台状。

自吸扭矩曲线峰值之后的衰退，主要是由于随着转速的提高，引擎的换气时间越来越短，缸内残余废气的比例越来越高。而涡轮引擎通过高歧管压力，能够在很大程度上解决这个问题。涡轮扭矩曲线平台的问题和平台之上被隐藏起来的形状还受到了很多其它因素影响，如涡轮效率、变速箱耐受等。

由此可见，自吸引擎要想提高高转速时的性能，首先应该提升高转速时的换气效率。改变进气管路，提高谐振转速，加大气门尺寸、加大气门升程、改变凸轮形状、加大气门重叠角，这些都是从原理上提高高转性能的方式。

但在实际应用中，还有一个重要因素就是部件的耐受，如曲轴动平衡、气门弹簧、气门油封、散热、充电、喷油等问题。马力（kW）=扭矩（Nm）*转速*2Pi。

简单来说，测功机（马力机）测到的是扭矩，再经过计算算出马力曲线。由于转速参与了乘法，马力峰值转速会扭矩峰值转速高一些。在追求高动力性的时候，比较好的方式是将转速控制了扭矩峰值转速和马力峰值转速之间。

在追求极致动力性的时候，比较好的方式是将转速保持在马力峰值转速之前一些。如果不是为了在弯中保持档位的话，尽量不要使用超过马力峰值的转速。从驾驶角度说，在马力峰值转速之后，在继续踩油门踏板的话动力也并没有提升了。如果此时出现了前驱车甩尾等情况，无法通过动力来控制重心并控车、救车。

有些车手使用这部分“过高”的转速的原因，更多是为了减少换挡次数或在过某个弯的过程中没有更合适的档位可选了，不得已而用。从机械角度说，超过马力峰值的转速并不会带来更大的马力，而且还会导致高温和高磨损。

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