2020年4月6日 星期一

大扭力=大馬力? 大多數人都搞不清楚的問題


網路上常常看到關於「馬力」、「扭力」這兩個名詞的不同解讀或爭論。例如:

「起步靠扭力,加速靠馬力。」
「馬力大極速高,扭力大加速快。」

到底馬力和扭力哪個對您比較重要看完本文就會清楚了。
首先更正一個名詞錯誤,「旋轉方向的力」在物理學上,應該稱之為「扭矩」,而非「扭力」。關於這點,香魚在馬力機軟體中文化的過程中,也掙扎了很久。是應該用正確的物理學名詞,還是配合業界的習慣,將錯就錯

回來主題,其實馬力和扭矩,有一個明確的公式計算:

公制馬力PS=扭矩(kg-m) x 引擎轉速(RPM) / 716

以公式來看,馬力和扭矩就是直接成正比。難道大扭力就一定等於大馬力嗎好像怪怪的。


照規矩,說明最好有例子幫助了解,下面是2019大阿魯(GSX1000R)官方規格:


2019 Suzuki GSX-R1000R
四衝水冷DOHC 16V並列4汽缸
缸徑 x 衝程  76.0 x 55.1mm
壓縮比 13.2:1
總排氣量
999.8 cc
最高馬力202ps / 13,200 rpm
最大扭力12.0kg-m / 10,800rpm
最大扭矩點和最高馬力點的轉速怎麼不一樣??
也許很多人都知道最大扭矩轉速點會比最大馬力轉速點低一些。但為何會這樣?

這時候,動力曲線圖的重要性就出來了。正所謂一圖二表三文字,看圖才是解釋事情最容易的方法。

下面這個曲線是一台ECU解封印的GSX1000RDynaSports動力實測圖。橫軸是轉速rpm,藍線是扭矩Torque,紅線是馬力HP
我們可以清楚的看到,藍色曲線的最高點,就是在橫軸大約11000rpm的位置。轉速域符合原廠數據,只不過扭矩略小一些,這在實測經驗上也是正常。

有趣的是,當扭矩在高轉逐漸下降時,馬力卻依舊隨著rpm上升,只不過上升的幅度減緩了。好了,秘密揭曉,前面沒有注意到的重點參數,就是「rpm」。
例如: 上圖中,從13000rpm上升到14000rpm的過程中,扭矩數值從10.28kg-m下降到10.14kg-m
轉速的變化率為:
14k / 13k = 107.7%
扭矩變化率為:
10.14 / 10.28 = 98.6%
兩者變化率的乘積:
107.7% x 98.6% = 106.2% 
哇,意思就是雖然扭矩下降,但是因為轉速提升幅度更大,所以馬力反而還上升了6.2%。這也解釋了為何我們在圖表上看到的馬力曲線上升。
以數學理論來看,只要轉速和扭矩的變化比例乘積,維持大於1 (100%),馬力就會繼續隨著轉速上升。

這也就是為什麼像哈雷、印地安這類的美式機車,排氣量很大,扭矩也超大,但是馬力數值通常都很低(規格書內通常不公佈)。原因就是因為典型美式機車的大排氣量空冷V2引擎,大都只重視低轉範圍的加速,以及巡航舒適性,並不追求高轉速的性能。

綜合以上,下面這句話就是追求大馬力的不二法則。無論是汽油車、柴油車、電動車都一樣。
「不降低扭矩的原則下,盡可能提高最大轉速」


這裡延伸出另一個問題「馬力/扭矩大的車,哪個比較好騎?」這個問題非常有趣,雖然車是否好騎還是有點主觀,不過還是有基本規則可詢。我們後面文章再來討論。

2020年4月5日 星期日

「一馬力」究竟是多大?


說來有點諷刺,如果你去問仿間汽機車改裝店家「一馬力究竟有多大?」能具體回答出來的寥寥可數。所以,了解馬力機之前,我們要先解釋清楚,一馬力(1 Horsepower)究竟代表甚麼

其實馬力並不是「力」的一種,而是一種古老的功率單位,從蒸氣機時代沿用至今。定義一匹馬在一定單位時間內,能夠拖動一重物的距離的總能力。

DynaSports馬力機應用於電動車測試說明

通常在測試燃油車動力時,我們要測試的,除了後輪的加速度以外,最重要的就是引擎的轉速。轉速測試通常使用轉速偵測夾,依靠點火的訊號來偵測引擎的轉速。但是電動車沒有點火訊號可以偵測,這樣也可以測試馬力嗎? 答案是可以的,其實就算沒有偵測引擎轉速,也可以測試馬力。只不過測出來的圖...