如何衡量一台引擎的动力表现：功率与扭矩/转速的关系-CarTech车技
车技君时常能看到汽车论坛中争论自吸高转速和涡轮大扭力谁加速更厉害的话题医神传奇。关于扭矩，转速的争论，往往到最后都没有答案蜀山仙侠传，双方各执一词，喋喋不休。关于动力性能指标，功率本来就是转矩和转速的函数，只抓着大扭矩和高转速讨论，都是耍流氓。
先引入大家在物理课上就学过的方程，知悉的朋友可以略过这段：
P=FV
功率（Power）=力（Force）*速度（Velocity）-----------公式1

转矩(Torque)=扭力(Force)*作用半径(Radius)
由上式可以推出：
扭力(Force)= 转矩(Torque)/ 作用半径(Radius)-------公式2
由速度（Velocity）=距离（Distance）/时间（Time）
可以推出：
线速度(V)= 2πR(距离)*n（转每秒）=2πr(周长)*rpm（转每分）/60 =πr*rpm（转每分）/30----------公式3
将公式2和公式3代入P=FV，即得P=F*V=转矩(Torque)/作用半径(Radius)*π*作用半径(Radius)*rpm（转每分）/30 =π/30*Torque*rpm
将π的近似值代入得到
P= Torque*rpm/9.549297
上式中P的单位为瓦特（W）
如果以千瓦（KW）为单位，则P(KW)= Torque*rpm/9549.297

关于马力，郑翠萍公制马力（ps）的定义是每秒将75kg物体提升1m，英制马力（HP）的定义是每分钟将100lb的物体提升33ft。
1HP=33000ft-lbs/min
HP=torque*2π*rpm/33000
将π的近似值代入得到
HP=torque*rpm/5254.771
1HP=735瓦
亦可反推出
P(KW)= Torque*rpm/9549.297
以上推导即功率，转矩，转速的函数：
Pe＝Ttq * (2π*n／60)／1000＝Ttq*n/9550 (kW)
功率（Pe）：内燃机单位时间内做的有效功。
转矩（Ttq） ：力与力臂之积，Torque
转速（n）：内燃机每分钟的转数=rpm。
这个公式对于自然吸气或是增压发动机，同样适用。
如果一台自吸引擎和一台涡轮引擎的Pe功率输出值在任何转速下都相等，那么给他们匹配一台理想的变速器，装载在同一台车上，两台车的加速性能和极速表现都应该是相同的。所以，抛开转速谈功率，抛开扭矩谈功率，都是无稽之谈。
扭矩/转速和功率的关系，需要引入发动机外特性曲线来展现：

发动机的外特性曲线，功率Pe通常都是这样一个类似抛物线的曲线。当转速由低逐渐升高时，由于Ttq、n同时增加，所以Pe增加很快。在达到最大扭距转速ntq后，再提高转速，由于Ttq开始下降，使Pe上升缓慢。某一转速时Ttq n达最大值（最大功率点出现）。此后，再增加转速，由于扭距下降超过转速上升的影响，Pe反而下降。导致涡轮和自吸引擎外特性曲线有所差异的原因，正是两者Ttq在不同转速下有差异所导致。

而影响Ttq曲线随转速的因素，则取决于指示热效率ηi、机械效率ηm、充气效率ηv。充气效率与过量空气系数α随n的变化。在节气门开度一定时，过量空气系数φat可视为常数。

如果发动机没有气门升程可变装置，则充气效率ηv在某一中间固定转速时最大。因为一定的配气相位仅对一种转速最适合，此转速下能最好地利用气流惯性。其余转速时ηv均降低韩彩媛， 曲线为上凸形。 当发动机加入了可变气门升程控制，则充气效率ηv能在某一个转速区间范围内保持较高水平，曲线的峰值会变得更加平坦，最终对Ttq产生正面影响。
指示热效率ηit：当发动机转速低时，进气流速低，紊流减弱，使雾化、混合状态较差少儿拉丁舞，火焰传播速度降低，散热及漏气损失增加，ηit较低。当发动机转速高时，燃烧过程所占曲轴转角较大，燃烧在较大容积下进行，ηit也较低。但变化比较平坦，所以指示热效率对Ttq影响较小。

机械效率 ηm： 随着转速增加，机械损失功增加，这其中包括活塞与活塞环的摩擦损失，轴承与气门机构的摩擦损失阿尔梅洛，驱动附属机构的功率消耗，风阻损失，扫气泵气损失及增压装置的损失。因此，随转速升高，机械效率ηm明显下降。制造越优良的引擎，随着转速增加，机械效率ηm的下降越小。

所以Ttq的变化趋势就是：当转速由低开始上升时，ηv，ηit同时增加的影响大于ηm下降的影响，使Ttq增加，对应于某一转速时，Ttq达到最大值。随着转速继续增加，由于ηv、ηit、ηm均开始下降，因此Ttq随转速升高而较快的下降，即Ttq曲线变化较陡。而新生代引擎由于可变气门升程技术的应用，充气效率ηv能够在更宽广的转速范围内持续，并减少泵气损失，所以Ttq下降会相对更慢一些。
在自然吸气时代，各大厂商的同排量发动机，其实Ttq曲线都大同小异纪田正臣，所以影响最大功率表现的最大因素就是转速了。在Ttq相差不大的情况下，转速越高则Pe越高，也就是升功率越高曾咏仪。这就是为什么自然吸气时代会将升功率作为衡量一台NA引擎技术水准的标尺，而那些称霸升功率排行榜的名机全是高转速引擎的原因。在提升可用转速的同时，为了减少高转速区间Ttq下降的幅度，让Pe表现更优秀，各家厂商也是做出了各种方案，比如本田VTEC技术的出现，就以5000rpm为界，保证了相当广泛的转速区间都有较高的充气效率ηv，让中低转速和中高转速的Ttq曲线能呈现出两个“峰值”，而不是像普通自吸引擎那样在高转速下Ttq就严重下滑。各种大同小异的可变气门技术的出现，改善了高转速下的充气效率，让高转速pe得以持续增长，从而提升了升功率。

在自吸时代，要在成本控制下制造一台可靠性耐用性合格的高转速引擎，只有实力雄厚的车企可以做到。极限转速每往上提升100rpm，对发动机的设计深宅未醒，材质攀鲈鱼，工艺都提出了更高的要求。而到了涡轮时代，升功率的榨取，变得廉价了许多。
涡轮时代，涡轮增压将Ttq曲线的中间转速区间数值抬升，让中转速区间的Pe表现好于同排量自然吸气引擎，而到了高转速区间，Ttq的下降幅度则快于同排量自然吸气引擎。这也就是为什么说涡轮增压引擎不如自然吸气长气的原因，就是指高转速区间Ttq下降率高于同等排量的自吸引擎。有心的朋友也可以去查询一些目前主流的涡轮引擎的外特性曲线，其最大功率转速点往往落在4500rpm～5500rpm之间，比起过去自吸时代的引擎赵贵和，提早了2000rpm-1000rpm左右
写到这里则可以引出另外一个争议话题：经过一些的媒体宣传和广告宣传懒帝轻狂 ，当下人们评判一台涡轮引擎好不好顾剑桥，先不先进的关键性指标变成了“XXX转速”进入最大扭矩平台（越低越先进）。当然，这对于买菜代步车的小排量涡轮引擎而言唐翔千，涡轮迟滞现象明显与否确实挺重要的。但这并不能片面的评价一台涡轮引擎优不优秀。涡轮叶片转动惯量和中冷系统的效率，这不仅决定涡轮迟滞的严重程度，足以影响低转速下涡轮发动机的Ttq曲线，而影响一台涡轮引擎升功率表现，最大功率表现，油门响应，平均有效压力，热效率等特性，则由强度和制造材质，进排气设计等更多因素决定，这些因素往往更具技术含量和成本。举个例子，日规斯巴鲁十代目翼豹WRX 的FA20 DIT与GOLF GTI的VW EA888 2.0TFSI，前者2000rpm才进入最大扭矩平台（350牛.米），后者约1500rpm即可进入最大扭矩平台，同样为350牛.米。低转速表现，显然EA888的Ttq曲线比FA20DIT好看，但EA8882.0TFSI超过4200rpm Ttq即开始急剧下降，而F20DIT一直延续到5200rpm，延后了1000rpm。
由于Torque的延后，导致了FA20DIT直到5600rpm才出现功率峰值258马力，由于在高转速区间相同转速下Ttq表现比EA888更好，取向的区别也直接导致了两台引擎的最大功率表现相差了40多HP（258vs211,最大增压值1.1bar VS 0.9bar）。
Subaru的工程师牺牲了500rpm的低转速扭力表现，换来了1000rpm的高转速优势，如果你是一位经验老道的驾驶者，你认为哪台引擎更有吸引力？哪台车会更有乐趣开起来更尽兴？
希望这篇CarTech车技（微信号：cartech911）的短文能够帮助大家对发动机的功率，扭矩和转速产生更深的认识。