扭矩马力排量碎碎念

我好像悟了。

排量：cc，原来是cubic centimeter……ml。其实就是发动机所有缸体的容积之和。缸数多了，缸体又粗又长，容积自然就大。所以一次排出去气体也就多，排量就大……

扭矩：其实就是力矩的一种。大概特殊就特殊在它的力臂是恒定的吧？ 比如拿扳手拧螺丝，力臂永远是手到螺丝的距离，是不会变的。力矩不变主要是力的方向永远和扳手垂直。而普通的力矩比如玩跷跷板，力一直竖直向下，虽然跷跷板高度的不同，垂直于重力的力臂在不断发生变化。

扭矩（力矩）使物体产生转动，其实描述了让物体转动的效果。用力越大，离中心点越远，转动效果越明显。在距离螺丝1m的地方使用100N的力让螺丝转动，和距离螺丝2m的地方使用50N的力让螺丝转动，最终转动的效果是相同的。还是符合省力费距离这一原则的。

其实发动机带动轮轴转动，完全可以用手转扳手来类比。两种选择：

1. 握的距离近，费力，省距离；

2. 握的距离远，省力，费距离；

而具体发动机选择以上哪种方式，取决于转轴的半径。转轴越大，相当于发力点离轮轴的距离越远，也就是第二种方式。

轮轴半径又决定了发动机气缸长度。

假设发动机缸数一样，气缸粗细相同，同样一次点火燃爆的汽油相同，产生的力相同，但是长转轴的发动机力臂长，产生更大的扭矩，能产生更大的力。但同时因为气缸长度长，单位时间内能进行的冲程数减少，所以轮轴转动的圈数更少，因此轮轴转动的速度慢。

所以跑车的发动机缸程距离短，转速高（能上万转），能带动轮子转得快，但是能产生的力矩不大，不能拉重物。如果有重物，可能就跑不动了。

大货车的发动机缸程距离长，转速低（三四千可能就是上限了），带动轮子转得慢，但是能产生的力矩大，非常适合拉重物。

所以转速和力矩就是两个矛盾，不可兼得。就好像人手转扳手，握的远，力矩大，但是很难转很快，因为单圈距离长。握的近，力矩小，可以转很快。但是产生的力矩过小，稍微难拧的螺丝就拧不动了。

当然，以上讨论忽略变速箱。如果把发动机接在变速箱上道理是一样的。档位越大，需要的力矩越大。理论上来讲，大力矩的发动机能支持的档位应该更多一些。

所以相同转轴的发动机，缸程是一样的：

- 如果缸粗一些，排量会大，点燃汽油更多，产生的力更大；

- 如果缸数更多，排量会大，点燃汽油更多，产生的力更大；

马力：理解为马的功率得了。其实就是瓦特为了让大家对蒸汽机有个整体的感知，把功率换算成了当时普遍接受的马干活的效率。一马力大概735瓦，或者说735J/s，或者说735Nm/s，每秒能把735N的东西拉1m远。

既然马力就是一种功率，所以发动机马力大不大，其实就是输出的力（N）够不够大，单位时间转的够不够快（m/s）。扭矩是Nm，相同扭矩下（缸体粗细长短相同），如果一次冲程时间更短（s），那马力显然就是更大的。所谓一次冲程需要的时间更短，说白了就是发动机转速快。

也就是说，发动机的马力就和扭矩、转速相关。如果一台发动机扭矩特别大，转速又快，那马力就会很大。但是再想想，扭矩大，如果力相同，也就是需要缸体长。如果缸体长，一次冲程的距离远了，1s内就很难多来几个冲程，也就是说发动机转速很难很大。所以转速和扭矩是互相制约的，一个大了，另一个可能就响应变小了。

既然实际上没有完美的发动机，能做到扭矩和转速都很大，从而让马力（功率）很大，那在马力相同的情况下，发动机必然有两种极端：一种追求扭矩，一种追求转速。前者比如柴油发动机、大卡车发动机等，追求大扭矩，所以能拉重物，同时会导致转速很低，两三千转可能就是上限了。发动机转速其实就决定了车速，所以车跑得慢。后者如F1发动机，追求的是速度，所以发动机转速很快，可能几万rpm，但是这必然导致扭矩很小。所以F1必须很轻。同样，前者转轴半径大，缸体比较长，后者转轴半径小，缸体贼短。

理解了一圈，发现还是很朴素的功率的道理：同样的功率，其实就是相同时间内，可以拉着重物走一小段距离，也可以拉着轻物走很远。同样的时间，走的距离不同，也就是速度不同。所以又是功率的另一个公式P=Fv。追求速度者，能输出的力很小，追求力者，速度很慢。初中说到这个公式时，一度一直不明白为什么上坡一定要减速以获取更大的力：虽然从公式上看很明白，发动机的马力（功率）是一定的，F和v此消彼长，但为什么这俩不可兼得呢？是因为缸体冲程、转轴半径，导致转速和扭矩是相互制约的啊！

原来人人都是迪迦，强力型、空中型只能二者取其一，能力终归有限，是不可能又快又猛的。