马力及其运用

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人们谈论汽车时常常谈到马力，在大多数割草机上都有一个标有额定马力的大标签。

但什么是马力？额定马力就性能来说是什么意思？

马力这个术语是工程师詹姆斯·瓦特发明的。瓦特（1736—1819）因改进蒸汽机的性能而出名。 当我们每次谈到60瓦特的灯泡时，总能想到他。

据说瓦特在煤矿工作时常用马来拉煤，他想用一种方法来表示每匹马可提供的动力。 他发现，一匹采矿的马平均1分钟内可以做29832牛顿·米的功。 然后他增加了50%的数量，规定马力的大小为1分钟内做44748牛顿·米的功（图1）。 这是以人为规定的测量单位，几个世纪以来沿用至今，现在汽车、割草机、链锯甚至有些真空吸尘器都在使用这个单位。

马力的概念是这样的： 瓦特判断一匹马每分钟可以做33000英尺·磅（1英尺·磅=1.36牛顿·米）的功。 因此，请想象一下一匹马从煤矿拉煤的情形，如图1所示。 一匹马做1马力的功就可以在1分钟内把330磅（1磅=0.45公斤）煤拉高100英尺（1英尺=0.3米），或在1分钟内把33磅煤拉高1000英尺，或者在1分钟内把1000磅煤拉高33英尺。 你可以随意进行任何质量和距离组合， 只要每分钟的两者乘积为33000英尺·磅，就相当于一马力。 马力也可以转换成其他单位。

测量马力

如果你想知道一个发动机的马力，可以把发动机与功率计连在一起。 功率计对发动机施加负荷，以测量发动机需产生多大的能量来承受负荷。

从以下内容你可以了解功率计是如何工作的：设想启动了汽车发动机，挂空挡并把油门踩到底，这样的话，发动机会由于速度过快而爆炸，这就糟了。所以当我们使用功率计时，会对油门踩到底的发动机施加负荷，并测试在不同发动机速度下发动机能承受的负荷。你可以将发动机和功率计连在一起，把油门踩到底并用功率计对发动机施加足够负荷，让发动机速度保持在比如7000转/分钟，记录下发动机可承受的负荷；然后增加负荷使发动机速度降至6500转/分钟，并做好记录；然后再增加负荷使发动机速度降至6000转/分钟，以此往复。你可以从500转/分钟或1000转/分钟的速度开始执行相同的操作。功率计实际测量的是扭矩（以英尺·磅为单位），若要将扭矩转换成马力，只需用扭矩乘以转速除以5252就可以了。

马力的图表示意

如果你将发动机马力与转速的对应值绘制成图表，就会得到发动机的马力曲线图。高性能发动机典型的马力曲线图可能与图2类似（这也是三菱3.0L Twin-Turbo的300马力发动机的曲线图）。

这样的图表明任何发动机都有一个峰值马力，即当发动机动力到达最大值时的转速。 发动机在某一转速时还有一个峰值扭矩。 通常，你可以在宣传手册或杂志评论上看到这些数据。 当人们说一个发动机具有“许多低端扭矩”时，意思是峰值扭矩在低转速时出现，比如2000或3000转/分钟。

另一方面，你可以从汽车的马力曲线图中得知发动机在哪个点产生了最大动力。 当你要迅速加速时，你希望尽量使发动机接近曲线中的最大马力值。 这就是为什么你总是换挡加速的原因，通过换挡，提高了发动机转速，这样可达到曲线上的峰值马力点。 如果希望在红绿灯前加速，通常会加快发动机，使发动机达到峰值马力时的转速，然后松开离合器以对轮胎施加最大的动力。

高性能车的马力

如果车的马力与其重量的比值很高，就被认为是“高性能”的车。 这很容易明白，车越重，就需要越多的动力来加速。 因为动力是固定值，就需要使车的重量减至最轻来获得最大的加速。

表1显示了一些高性能车（和一辆用于对比的低性能车）的马力和重量。 从表1中可以看到车的峰值马力、重量、马力和重量的比率（马力除以重量）、车速从0加速到每小时97公里所需的秒数以及车辆价格。

你会发现马力和重量的比率与车速从0加速到每小时97公里所需的秒数之间有明确的关联，多数情况下，比率越高，车速越快。有趣的是，速度和价格之间的联系就没有那么密切了。 在这张表上，道奇的Viper看起来似乎性价比更高！

如果你想要一辆速度快的车，会希望车的马力与重量的比率更高， 动力更大，重量更轻。 那么首先从清理你的后备箱开始吧！