摩托车动力之心 | Part2: 扭力

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扭力

常见的单位是牛顿米(Nm)及千克米(Kgm),两者在摩托车的规格表中皆能找到,也能透过简单的计算来作换算,只要将千克米的数据乘以9.8,便可以得到以牛顿米为单位的扭力数据。


引擎中,不论是曲轴、离合器、变速箱、甚至轮胎都是以转动的方式输出动力,因此必须以扭力来表示输出力量的大小。


 扭力 VS 马力

在任何引擎转速之下,当时所输出的马力即等于扭力乘上当时的引擎转速。

马力=扭力×转速

高转速大马力的车款中,我们一起来看看MV AGUSTA 的F4 RR,F4 RR使用直列四缸的引擎,排气量为998cc,在引擎完全轻量化及零件强化之后,将出力转速调至一万转以上。同时也将缸径及冲程设定为79mm 及50.9mm,也就是俗称的短冲程引擎,更有利于高转速域出力。最后经过进气及排气系统的调校,将引擎的最大扭力调校至9,200rpm,最大马力更延伸至13,400rpm,可爆发201匹马力。F4引擎历年来维持排气量,但不断提高缸径、降低冲程,使高转马力继续攀升!


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MV AGUSTA F4 RR


引擎的最大扭力在高转速域时爆发,乘以引擎转速之后,便能得到较大的引擎马力。同样的状况也应用于MotoGP 125摩托车,虽然排气量仅有125cc,但经过调校之后,可在超过一万转之后输出50匹马力以上之动力,再经过计算严密的变速箱传递及风阻测试后,极速可高达220km/h以上。


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MotoGP125


我们接着来看看MV AGUSTA F4 RR这台超级跑车的扭力数据,其所公布的最大扭力111.7Nm是在高达9,200rpm的引擎转速所发挥的。不论是低于9,200rpm或是高于9,200rpm,引擎皆无法输出比111.7Nm更大的扭力。


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MV AGUSTA F4 RR


扭力可以说是引擎爆炸燃烧情形的代表,燃烧状况越好、爆炸所产生的力量越充足,活塞获得的下压力量也就越大,经过曲轴的旋转,输出的扭力自然也就越大。每颗引擎除了依照排气量会有扭力大小的不同之外,其最大扭力所输出的引擎转速也会略有不同。


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DUCATI S4R


F4 RR高达9,200rpm 处才输出最大扭力,而排气量相仿的DUCATI街车S4R则在7,000rpm 时,输出最大扭力99.1Nm,相较之下,转速低了许多。不同的引擎都有其相对较好的燃烧时机,若希望能兼顾高转速域及低转速域,便需要靠着可变机构来达成,例如可变气门、可变进气歧管等,将两种引擎设定放于同一颗引擎,制造宽广的高扭力输出带。



 轴动力 VS 轮动力

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车厂开发引擎时将引擎取轴直接连接动力机测试


在拿到一台新车的马力、扭力数据之前,必须先了解这数据是属于所谓的轴输出或轮输出动力。


· 轴动力:从曲轴量测的动力数据。

一般而言,若没有特别强调说明,则车厂所提供的动力数据皆是从曲轴量测得到的,是将引擎直接连结动力测试机,直接跑出数据。轴输出的动力,不会经过传动系统,完全只是属于引擎的性能表现。



·  轮动力:从轮胎量测的动力数据。

马力:若是经过传动系统而从轮胎测得轮输出马力,则不论是齿轮传递或是皮带传递都会有一定比例的损耗。


扭力:经过传动系统的传递之后,至少会有两次以上的减速放大,造成轮输出扭力虽然会比轴输出有所耗损,但经过减速之后,数据反而会被放大。轮胎虽然转的没有引擎这么快,但扭力却因此被放大了。若将一台档车放上马力机,来测试轮输出动力,则会发现在低档位时,后轮输出的扭力明显要高于高档位,而马力部分则是较为接近。

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