科普题外话 - 赛车性能的关键指标: 马力和扭力

1. 马力(Horse Power)和扭力(扭矩-Torque)是决定赛车极速、加速性能的两项关键指标
2. 扭力指引擎曲轴每回转一圈所做的功，单位是kg.m/rpm，例如：16kg.m/5200rpm，可以描述成为在引擎转速为5200rpm时每转一周所做的功为16kg.m
3. 扭力是用来描述引擎加速性能的关键指标；两个转速相等的引擎，扭力越大者则加速越快；转速越低、扭力越大的引擎从零速度加速起步的时间越短
4. 引擎大扭力工作模式一般对应低两档，即起步档，一般扭力越大耗油越快，但越能爬坡和加速
5. 马力则用来描述引擎的持续功率输出能力；其正比于扭力与引擎转速的乘积：公制马力ps=扭力(kg.m)*rpm值/716
6. 马力是用来描述引擎极速性能的关键指标；马力越大，单位时间内引擎做功越多，则车辆能达到的极限速度就越大
7. 大马力引擎工作模式一般对应车辆高速档，由于高速档一般引擎转速较快，在马力不变的情况下扭力相对较小，因此相对大扭力低速档位省油，但拉力、加速能力则较差
8. 下图中，可以看出由于转速的快速增加，马力几乎线性增长，而扭力则不然。当扭力下滑时转数还在继续增加，因此马力曲线并不随着扭力曲线一同下滑，相反的，因为引擎转速的增长速度比扭力减缓速率要快，所以马力还继续上升；直到扭力实在愈来愈小小到转速的增加也不够将其乘积变大时，马力曲线开始下滑，而此时通常都是在引擎转速接近速度表红线区附近了
9. 任何一具自然进气式引擎的扭力曲线都呈山峰状，爬过了峰顶之后扭力就得下滑，除非加装涡轮增压器
10. 下图是1.8升北京现代伊兰特(Hyundai Elantra)的引擎输出曲线，其在3000rpm-4500rpm之间扭矩输出平稳，加速性能最好，最大马力130ps出现在6000rpm，最大扭力18.1kg.m出现在4500rpm；但是这跟4.3升V8引擎的Ferrari F430比简直就是垃圾，其最大马力为497.5ps/8500rpm，最大扭矩更是高达48.3kg.m/5250rpm....
11. 由上述分析可知，赛车引擎大抵可分为低速大扭力型和高速大马力型；多数American-Muscle属于前者，高加速性能，极速较低；而德国车则多属于后者，不仅因为其国内油贵，而且还因为德国拥有世界一流的无限速高速公路—Autobahn....
12. 涡轮增压器其实是一种被动空气压缩机，它是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置，多用于跑车和方程式赛车
13. 引擎主要靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率输出，输入的燃料量受到吸入空气量的限制，所以产生的功率也会受到限制，如果燃油效率已处于最佳状态，则只能靠压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，以提高马力输出
14. 涡轮增压器的缺点在于其“滞后响应”(Turbo-Lag)；由于其属于被动设备，所以对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，对于要突然加速或超车的车辆而言，瞬间会有点提不上劲的感觉；这可以采用专用的机械增压器来改善