人們談?wù)撈嚂r常常談到馬力,在大多數(shù)割草機上都有一個標有額定馬力的大標簽。
但什么是馬力?額定馬力就性能來說是什么意思?
馬力這個術(shù)語是工程師詹姆斯·瓦特發(fā)明的。瓦特(1736—1819)因改進蒸汽機的性能而出名。 當我們每次談到60瓦特的燈泡時,總能想到他。
據(jù)說瓦特在煤礦工作時常用馬來拉煤,他想用一種方法來表示每匹馬可提供的動力。 他發(fā)現(xiàn),一匹采礦的馬平均1分鐘內(nèi)可以做29832牛頓·米的功。 然后他增加了50%的數(shù)量,規(guī)定馬力的大小為1分鐘內(nèi)做44748牛頓·米的功(圖1)。 這是以人為規(guī)定的測量單位,幾個世紀以來沿用至今,現(xiàn)在汽車、割草機、鏈鋸甚至有些真空吸塵器都在使用這個單位。
馬力的概念是這樣的: 瓦特判斷一匹馬每分鐘可以做33000英尺·磅(1英尺·磅=1.36牛頓·米)的功。 因此,請想象一下一匹馬從煤礦拉煤的情形,如圖1所示。 一匹馬做1馬力的功就可以在1分鐘內(nèi)把330磅(1磅=0.45公斤)煤拉高100英尺(1英尺=0.3米),或在1分鐘內(nèi)把33磅煤拉高1000英尺,或者在1分鐘內(nèi)把1000磅煤拉高33英尺。 你可以隨意進行任何質(zhì)量和距離組合, 只要每分鐘的兩者乘積為33000英尺·磅,就相當于一馬力。 馬力也可以轉(zhuǎn)換成其他單位。
測量馬力
如果你想知道一個發(fā)動機的馬力,可以把發(fā)動機與功率計連在一起。 功率計對發(fā)動機施加負荷,以測量發(fā)動機需產(chǎn)生多大的能量來承受負荷。
從以下內(nèi)容你可以了解功率計是如何工作的:設(shè)想啟動了汽車發(fā)動機,掛空擋并把油門踩到底,這樣的話,發(fā)動機會由于速度過快而爆炸,這就糟了。所以當我們使用功率計時,會對油門踩到底的發(fā)動機施加負荷,并測試在不同發(fā)動機速度下發(fā)動機能承受的負荷。你可以將發(fā)動機和功率計連在一起,把油門踩到底并用功率計對發(fā)動機施加足夠負荷,讓發(fā)動機速度保持在比如7000轉(zhuǎn)/分鐘,記錄下發(fā)動機可承受的負荷;然后增加負荷使發(fā)動機速度降至6500轉(zhuǎn)/分鐘,并做好記錄;然后再增加負荷使發(fā)動機速度降至6000轉(zhuǎn)/分鐘,以此往復。你可以從500轉(zhuǎn)/分鐘或1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度開始執(zhí)行相同的操作。功率計實際測量的是扭矩(以英尺·磅為單位),若要將扭矩轉(zhuǎn)換成馬力,只需用扭矩乘以轉(zhuǎn)速除以5252就可以了。
馬力的圖表示意
如果你將發(fā)動機馬力與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)值繪制成圖表,就會得到發(fā)動機的馬力曲線圖。高性能發(fā)動機典型的馬力曲線圖可能與圖2類似(這也是三菱3.0L Twin-Turbo的300馬力發(fā)動機的曲線圖)。
這樣的圖表明任何發(fā)動機都有一個峰值馬力,即當發(fā)動機動力到達最大值時的轉(zhuǎn)速。 發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速時還有一個峰值扭矩。 通常,你可以在宣傳手冊或雜志評論上看到這些數(shù)據(jù)。 當人們說一個發(fā)動機具有“許多低端扭矩”時,意思是峰值扭矩在低轉(zhuǎn)速時出現(xiàn),比如2000或3000轉(zhuǎn)/分鐘。
另一方面,你可以從汽車的馬力曲線圖中得知發(fā)動機在哪個點產(chǎn)生了最大動力。 當你要迅速加速時,你希望盡量使發(fā)動機接近曲線中的最大馬力值。 這就是為什么你總是換擋加速的原因,通過換擋,提高了發(fā)動機轉(zhuǎn)速,這樣可達到曲線上的峰值馬力點。 如果希望在紅綠燈前加速,通常會加快發(fā)動機,使發(fā)動機達到峰值馬力時的轉(zhuǎn)速,然后松開離合器以對輪胎施加最大的動力。
高性能車的馬力
如果車的馬力與其重量的比值很高,就被認為是“高性能”的車。 這很容易明白,車越重,就需要越多的動力來加速。 因為動力是固定值,就需要使車的重量減至最輕來獲得最大的加速。
表1顯示了一些高性能車(和一輛用于對比的低性能車)的馬力和重量。 從表1中可以看到車的峰值馬力、重量、馬力和重量的比率(馬力除以重量)、車速從0加速到每小時97公里所需的秒數(shù)以及車輛價格。
你會發(fā)現(xiàn)馬力和重量的比率與車速從0加速到每小時97公里所需的秒數(shù)之間有明確的關(guān)聯(lián),多數(shù)情況下,比率越高,車速越快。有趣的是,速度和價格之間的聯(lián)系就沒有那么密切了。 在這張表上,道奇的Viper看起來似乎性價比更高!
如果你想要一輛速度快的車,會希望車的馬力與重量的比率更高, 動力更大,重量更輕。 那么首先從清理你的后備箱開始吧!