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汽車的動力—扭力篇
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扭力是什麼

在我們看到汽車的性能資料時,除了會注意到馬力的大小之外,還有一個值得注意的性能就是扭力的大小。扭力為引擎在運轉速時所輸出的扭矩,講白一點,就是引擎的出力。扭矩或扭力是針對旋轉運動的物體說的,因為引擎的驅動力,從飛輪經過變速箱傳遞到車輪,都是在旋轉狀態下。對於駕駛者,能感受到的就是車輛加速的力量,所以我們說一部車很夠力,是因為感受到引擎強大扭力所產生的加速力。

如何判讀扭力數據

通常我們看到扭力數據都是這樣的:14.9kg-m/4400rpm。這表示該具引擎在4400rpm時,會有14.9kg.m的「最大」扭力。一般來說,引擎在不同的轉速下,扭力輸出會不同,但是以上面的數據來看,不是引擎在4400rpm時,就有14.9kg-m的扭力。引擎扭力輸出雖會隨著引擎轉速而不同,但扭力最主要還是跟引擎負荷,也就是油門踩踏深度有關。所以上面數據應這樣解讀:當引擎在全負荷/全油門狀態於4400rpm時,會有14.9kg-m的「最大」扭力。

扭力輸出特性

引擎扭力大小既是指出力大小,當然扭力就與車輛的加速性有關,並且與爬坡、載重能力 (載重能力還牽涉底盤設定) 相關。不同的引擎設計,就會有不同的扭力輸出特性,有些引擎是低轉速扭力較大,有些高轉速扭力較大,有些渦輪增壓有全速域大扭力的高原式扭力輸出特性。在一般使用狀態下,汽車多在市區以低速行駛,或是在高速公路上以高檔位做高速行駛,此時引擎多在中低轉速下運轉,所以低轉速高扭力的引擎,最適合一般日常使用。然而,對於常使用高轉速的競技用車,多採用強調高轉速大扭力的引擎。

圖為Mercedes-Benz E400CDI的引擎扭力曲線圖,由扭力曲線分佈可看出,該引擎具有低轉速高扭力,及高原式扭力曲線之雙重特性。

扭力與馬力

引擎馬力曲線是根據測試時所量測到之扭力值繪製而成。圖中藍色者為扭力曲線,紅色為馬力曲線。
扭力和馬力的關係是什麼呢?在引擎測試時,所能測到的是扭力值,馬力是由扭力與引擎轉速算出來的,所以扭力與馬力是在同一個測試中得到的。在「馬力」篇已經介紹過,馬力其實是功率的單位,而不是力;並且「功率=力量*速度」,馬力是功率,在旋轉運動中,扭力是力量,而轉速是速度,所以馬力是扭力與引擎轉速的乘積。但其中牽涉單位及旋轉與直線運動間的轉換,所以詳細算式就不在此列出。

常見的單位

常見的扭力標示單位有kg-m、lb-ft、Nm三種。在臺灣一般多使用kg-m為扭力單位,歐洲常以Nm標註,北美則多採用lb-ft為扭力單位。

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