重機、汽車馬力?? - 機車

先釐清一個問題

你朋友如果用單位排氣量所能榨出的功率來看

的確大重機比一般房車所能輸出的馬力要來得大

不過馬力大 = 先進 ????



先聊一下，到底汽車引擎跟機車引擎，誰比較先進??

就機動車輛的發展來說

早期的確是以汽車為主

汽車發展出來的技術經過若干年後才導入機車

原因很單純

因為汽車的引擎室有足夠的空間跟良好的保護

一個產品在最初開發階段時

往往會受限於材料科技與當時的技術水平

產品往往會又大又重。 在汽車上使用是可以允許的

但是要在兩輪機車上使用，則是有其限制。


而隨著技術的精進與材料的進步。產品可以越做越小，小到能適合放在機車上時，
才有導入機車使用的條件


再加上機車使用上必須考慮環境的耐受性。 因此就早期發展來說，
的確是先在汽車上使用，成熟後才導入機車。

譬如多缸引擎、噴射供油、可變氣門等技術，最初都是在汽車上使用的。


但汽車與機車發展到一個程度時

因為功能與取向不同，使得這兩種機動車輛的發展開始分歧

現今的機車引擎與汽車引擎，是根據不同需求與使用條件所發展而來的

所以會有很多技術或科技，只出現在四輪，而未見於兩輪。
同樣也有很多技術獨獨出現在兩輪，而四輪卻從不使用

這並非優劣或先進與否的問題，而僅是發展方向不同，使用的技術也不盡相同罷了。


再回來說到，為何重機能用1000c.c.的排氣量榨出近200ps的馬力，
而2000c.c.的汽車，馬力卻還低於重機?

這問題很簡單，就只是轉速不同而已。

但要說清楚講明白，就請看下去吧。


我們以NA(自然進氣引擎)為例 (以免等一下一直有人拿增壓引擎來亂 XD)

條件先設好， NA、以無鉛汽油為燃料的4行程量產引擎。

當這個條件固定以後。 就可以來討論，引擎輸出扭力與馬力的關係。

講馬力前要先講扭力。 扭力是引擎輸出的力(矩)，馬力是引擎輸出的功率

一顆引擎能輸出的最大扭力(軸輸出)

直接受限於這顆引擎的排氣量，所謂"排氣量為扭力(矩)之母"，這話不是說假的

有一個很簡單的換算法，可以用來推估排氣量與輸出扭力的關係

排氣量(c.c.) x 0.01 = 最大輸出扭力 (kg-m)

這個關係式是來自於經驗法則，並非一個換算公式，因此前後的單位完全對不上，
就請不要太計較了

譬如一顆250c.c.的引擎，其最大輸出扭力約在2.5kg-m附近

舉個例子的話，

小黃蜂250， 最大扭力 2.4kg-m @ 11000rpm

VTR 250， 最大扭力 2.4kg-m @ 8500rpm

XR 250 ， 最大扭力 2.6kg-m @ 7000rpm

這個經驗式與汽缸數量無關，只與排氣量及該引擎的設計取向有關

小黃蜂是直列四缸，VTR是V型雙缸，XR是單缸引擎


我們在看一顆引擎的設計是否優良時，不是看最大馬力有多少

而是看最大扭力有多大!

一顆250c.c.的引擎，扭力能榨出2.4kg-m的話，就是一顆非常優秀的引擎，
能超過2.5kg-m的，基本上算是傳奇了!

所以用這個經驗式去看國產速客達跟檔車......... 大家就心照不宣了


(這個經驗式並非放諸四海皆準，在不同的條件下請自行微調修正，
譬如掛上臺灣的五期法規，那就要下修不少了)



當我們瞭解到，一顆引擎能輸出的最大扭力，就直接受限於引擎的排氣量。

就可以接著來思考，那馬力呢?

馬力的意義是功率，功率的定義是" 單位時間內輸出的功"， 功是能量。

馬力的概念，請想像成，引擎的出力 x 一秒鐘出力次數。

簡單列成表意式的話， 輸出功率(馬力) = 輸出扭力 x 引擎轉速

正式的換算式是

公制馬力PS =扭力(kg-m)×引擎轉速(rpm)／716

716是轉換常數。


在這裡可以導入轉速的概念，引擎轉速的意義，在於每秒鐘引擎能出力"幾次"

轉速越高，單位時間的出力"次數"就越多，功率就越大。

所以上面舉的三台車，小黃蜂、VTR跟XR。就引擎設計來說，XR是最優秀的。
但是小黃蜂的最大馬力有40ps，VTR有32ps，XR則只28ps。why?
原因就出在轉速。 最大馬力出現的轉速越高，馬力值(功率值)就越高。

這三台車都是250級距，輸出扭力也不相上下。所以引擎每轉一圈的出力都一樣。
誰的轉速高(每秒出力次數多)，誰的功率(馬力)就大。

這就是我要特地在輸出扭力後面都標上轉速值的目的。


所以這裡我們知道

如果你每一下都頂很大力，但是活塞運動的速度不夠快

歹勢，只會爽但不會high。

如果你頂的力量普普，但是前後前後很快，也是很有看頭的

當然最囂張的還是，出力又猛，速度又快。 那肯定是高潮連連.........


回過頭來看汽車與機車。

為什麼重機能用較小的排氣量榨出遠遠高於一般汽車引擎的馬力值?

阿就很簡單，因為轉速高。

所以汽車引擎只要將最大扭力出現轉速往後推，最大馬力出現的轉速就會延後，
就能得到很賞心悅目的馬力值了

F1就是最典型的例子。


這裡會出現一個迷思，汽車要載重，所以重扭力，所以馬力值低落。

前半句是對的，後半句是錯的。

我們說過，扭力是取決於排氣量

一顆設計正確的引擎，有多大的排氣量，就會得到相對應的最大扭力值

所以只要是2.0的汽車，就是能得到18.0kg-m以上的最大扭力。
(拜託請不要拿一些很OOXX的引擎來扯)

因此問題並不是在汽車需要大扭力所以沒辦法得到大馬力

問題僅是，汽車要在低轉速時就得到大扭力，因此汽車引擎的最大馬力出現轉速也很低，
所以馬力值低落。

以Altis 2.0為例，141ps@ 5600rpm，19.3kg-m@ 4400rpm。

如果，僅是如果，透過引擎的設計，我們將扭力曲線往後"平移"3000轉

也就是19.3kg-m @ 7400rpm，那麼就能在8600rpm時得到216ps的最大馬力，
這樣夠歡樂了吧??

(當然在現實生活中，要這麼歡樂，是需要付出不少代價的)


那為什麼汽車廠不這樣設計??

這就完全是汽車使用上的取向了。

誰想要開個車，起步3000轉，常用轉速4000~5000。
動不動就開上6000rpm以上才有足夠的扭力超車 & 爬坡?

熱血份子也許想到就很歡樂，不過對於將汽車用作"交通工具"的使用族群來說

震動小、噪音小、省油的汽車，才是首要考慮因素。

至於熱血份子，那自然是有特殊車款會去滿足他們的需求，但不會是一部"家庭房車"



※ 引述《neptunecl (<( ￣^￣)凸︽θ)》之銘言：
: 標題: Re: [問題] 重機、汽車馬力??
: 時間: Tue Apr 27 01:16:32 2010
:
: 機車八大名廠中Suzuki打破了大家對於引擎的迷思
: "越高的馬力不代表擁有越快的速度"

斷章取義，原文的意義是，在賽道上的表現，並不是大馬力就會比較快。

這裡的"快"，不僅是討論直線速度，更重要的是過彎的速度。

就好像隼在直線上能輕鬆讓R1吃灰，但是在賽道上，隼被R1套圈的可能性很大。

但賽道表現已經脫離本主題的討論方向。 而不能僅斷章取義的說 大馬力=\=極速高

去看專拼極速紀錄的車種，每一台都是馬力大到嚇死人的傢伙，
馬力絕對是首要重點(當然車重 & 空力也非常重要)

請不要拿賽道要求跟直線拼極速來打混戰。


※ 引述《minrurl (FedEx)》之銘言：
: 標題: Re: [問題] 重機、汽車馬力??
: 時間: Tue Apr 27 09:53:34 2010
:
: 重機本來就是性能取向，引擎馬力比一般同汽缸的房車還要大是正常的
: 轉速和馬力沒有絕對的關係，要看引擎設定

轉速跟馬力有絕對正相關。引擎設定，設定的就是輸出的轉速域。

F1就是靠超高轉速才能榨出超大馬力的典型例子 (剛好又是NA)

但是，事實上F1從來都不強調超高的極速，F1強悍的是在過彎速度，而不是極速。


※ 引述《knightkid (天壤劫火)》之銘言：
: 標題: Re: [問題] 重機、汽車馬力??
: 時間: Tue Apr 27 23:13:39 2010
:
: 一般人(包括我)看到重機引擎的輸出功率
: 都會覺得為啥會比汽車引擎高那麼多
:
: 如果真的要說
: 汽車在車上有一些電器用品
: 是屬於高用電量的東西
: 如果你想說那些直接用車上那顆電池的話
: 我想你大概電池換不完
:
: 簡單的舉個例子 車上的冷氣
: 你有沒有注意到
: 當你按下冷氣開關引擎的轉速會有跳動
: 因為冷氣的啟動是由引擎去推的
: 光是這個的消耗就不知道要吃掉多少的馬力
:
: 如果是高檔一點的車子
: 還有DVD播放有的沒的電器 甚至是座椅旋轉一堆有的沒的
: 那些東西不可能用12V的電池去支援的東西都是吃引擎的輸出
:
: 這是汽車引擎馬力沒有這麼高的一個原因

先講結論， 完全錯誤。

車廠標示的輸出功率(馬力、扭力)，都是淨輸出

也就是不會掛上你說的冷氣、音響、燈光等一堆有的沒的東西

所以後端的消耗跟標示功率一點關係也沒有。

然後

汽車的冷氣是由引擎透過壓縮機皮帶直接驅動

引擎除了驅動壓縮機以外，還會帶動發電機轉動

發電機的發電提供車上所有電器使用，有多餘則回充給電瓶，有不足則由電瓶補足。


壓縮機、發電機，這些負載，當然會消耗引擎的輸出。
但這與標示功率完全是兩碼子事，不能攙在一起做撒尿牛丸。



最後，補充一點。要把引擎轉速拉高，在嘴炮上是很容易的事。
在實務上要克服的條件很多。

高轉速帶來的高油耗、高震動、高耗損與高熱量。

都會大大增加引擎製造成本。並不是單純把缸頭設定一下，馬力就大個20% up

後續要考慮的還有整個引擎的耐用度(廣義引擎包含變速箱等機構)

車體的穩定性、懸吊與底盤的設定等等

一台會跑的車，不是落一顆靠北兇的引擎就行的。拓海他爹落一顆引擎到86上，
也是調了很久才能上路。你以為把一顆引擎異種移植到另一個引擎室要多久??
了不起1~2個工作天的事! 那搞了兩三個月是在搞什麼? 週邊的配合與校調才是重點!

(此段已脫離主題)

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