【大紀元7月7日訊】性………能重不重要？當然重要！對於許多愛車人（特別是男人）來說，車子性能好壞，是相當重要的一件事情，但是相信這其中有大部分的人，對於車子的「性能」…只是籠統地以「有沒有力？」、「跑快不快？」來概括，真的要講個所以然，可能好一點的會舉出原廠的馬力、扭力數據……可是再進一步問到這些數據背後所代表的真實意義，還能夠完整而精準地說出來的人、可能就沒剩下幾個（剩下的那幾個，大概不是汽修科、就是K雜誌長大的）。
筆者在此並不打算要洋洋灑灑來個十幾頁的專題講座，畢竟，對大多數人來說，那種程度的了解，是沒有必要的；這次車主教室，將從馬力、扭力的基本觀念談起，再進一步談一些對於車輛行進速度影響的變數，比方說風阻的影響有多大、負載重量影響有多大……，希望藉由論述與舉例，可以釐清讀者對「性能」的一些認知。
引擎輸出特性
馬力、扭矩的基本觀念
在整篇文章之前，我想先介紹一下一些最基本的觀念：
那就是馬力、扭矩（也就是我們所習稱的扭力！）的基本觀念！我想許多車主的讀者們，一定都能把各個車種的馬力、扭矩、及其所出現的轉速點背的清清楚楚，搞不好比以前唸書的時候背三民主義都還要用功呢！可是～您知道為什麼要分馬力、及扭矩呢？難道不能只要一個馬力就可以了嗎？馬力到底代表的是什麼呢？為什麼卡車有著上萬c.c.的排氣量，卻只有著300馬力呢？而像是本田的B16B卻能以其1600 cc的排氣量去創造出185ps呢？看完此篇文章，您一定會有基本的了解！
什麼是馬力、扭矩呢？
先從最基本的觀念開始：一般我們所習稱的扭力、並非力的單位，而是力矩的一種，那是指做功的能力，我們可以從一般計量扭力的單位（Kgm）來看出個關連，從字面上籠統地看來：Kgm正是指將1公斤重的物體舉高1公尺的能力，由於這是力矩的一種，所以稱其為扭力實在有些的不妥、在後面的文章內我就以扭矩來稱呼我們所習稱的扭力。
而馬力（House Power）就更好玩了！馬力更不是力的單位，而是功率的單位，那是指單位時間內做功的大小，而不是如同字面上的意義～是一個力的單位。在釐清了這兩者的的基本單位後，那麼～引擎的馬力、扭矩又到底是怎麼測得的呢？
其實很間單，如果我們要測得一具引擎的馬力及扭力及扭力，就必須將引擎裝到引擎動力計上去做測試，經由實驗去測得，可是 ～引擎動力計又是什麼呢？其實引擎動力計就像是一具裝了大型電磁鐵的煞車器，經由調整電磁煞車的力道、我們就可以做出使引擎既使在全油門的狀況下、仍然能維持引擎在各個轉速點保持轉速穩定不變的動作（因為力平衡嗎！就像是在等臂天平兩端掛上一樣重的物體時，天平不會向任何一方下墜是一樣的道理），我們也就可以經由這樣的方式將引擎的扭矩測得，為什麼呢？因為達到力平衡了，我們就可以量測這股使引擎達到平衡的力的大小；而引擎動力計上用以測得力量大小的功能是藉由Load cell來測得力量F（當然、在更早期還有用像是彈簧秤的測力計）。
附帶一提的就是；我們有沒有在測試引擎上裝上冷氣壓縮機、發電機、動力方向盤泵等等，都會導致我們所測得的力量F有所差異，有加上這些東西所測出來的馬力就是淨馬力(net)值，而沒有掛上這一些東西所測出的馬力就是毛馬力(gross)值，一般來說現在已經看不到毛馬力值這一種標示了，因為其數值也許漂亮，但是卻是有著些許欺騙消費者的嫌疑。
各種馬力度量制度之間的差異
美制、日制、德制……怎麼換算？
我們在閱讀車輛規格表時，常常可以看到一些不同的馬力度量標準，像是SAE、DIN、JIS……以及比較新的EU（歐盟），而由於度量標準制度的不同，在馬力數據上也出現了不同的單位，像是DIN德制的hp、或是JIS日制的ps，相信不少讀者都會疑問︰這些制度測度出來的馬力，彼此之間要如何換算？1hp等於多少 ps？在這裡，我們必須再次重申一次︰不同馬力度量標準下測度出的馬力是無法互相換算的，因為馬力測度標準裡面所規定的標準測試環境包括了大氣壓力、空氣溼度、氣溫……等固定條件，而不同的測度標準表示對這些規定標準都有所不同！光是進氣溫度上的不同，同一具引擎的輸出就會有不小的出入，再加上其他變因的影響……所以，不同標準所測度出的馬力之間是不能換算的，因為那是在不同的基準上所得到的數據，不能放在一塊比較！
接續前兩段，我們在測得力量F之後，就可以再經由最簡單槓桿原理，T(torque)=F(force)×S(moment arm length)，也就是：扭矩﹦垂直於力臂方向的力×力臂長而算出扭矩；而在動力計上、力臂長是固定的，所以我們只要能測得力量大小F，這一具引擎在某一點轉速下、且已經達到節流閥全開時的扭矩T我們就能計算出，然後再加上我們先前所說的調整轉速的功能，我們就可以將這具引擎整個轉速域的扭矩曲線畫出來了；OK！那扭矩我們就可以經由我這樣的敘述後知道是怎麼測出來的了！而且我們可以注意到一件事情，那就是～扭矩是一個沒有時間單位的值（N-m或kg-m）！可是～那馬力又是怎麼一回事呢？請繼續向下看吧！
扭矩是作功的能力！
而馬力是單位時間內所能做的功的大小！
我先介紹一個關於馬力的基本觀念，那就是計算馬力的標準公式，此公式為：Pb＝﹙Rs×2π×Τ﹚÷60，其中 Pb是以瓦（w）為單位表示而不是我們所慣用的ps，Rs代表 rpm（ring per minute）、T代表扭矩、以N-m為單位表示、而不是我們所慣用的 kg-m、除以 60是為了將rpm轉為rps(ring per second)，所以如果要以kg-m為單位的扭矩來代入計算的話就要乘以9.806以求得以N-m為單位的扭矩，最後得到的Pb值再除1000得到以kw為功率的輸出值，然後再將此輸出值用1ps= 0.7457kw去除，就可以得到以馬力為單位的功率輸出值大小，而再簡單一點的公式就是〝馬力﹙Ps﹚＝扭矩﹙kg-m﹚×轉速﹙rpm﹚÷765.7（修正常數）〞就可以了。 由此、我們就可以看出，其實馬力是一個乘積，而且更重要的是～它是一個功率單位！ 這也就是說～馬力是跟時間有關係的單位！引擎動力計的馬力也就是經由這樣子的計算方式而求得的乘積。
由馬力、扭矩探討引擎特性
由此我們可做出一些推論，並且從這些推論了解一些引擎設計上不同所造成的差異，以影響引擎輸出特性最基本的引擎衝程長短說起，長衝程的引擎因為活塞有一定的往復速度上限，轉速拉高能力有限，在轉速上限不高的情況下，單位時間能做的功（也就是功率、也就是馬力）表現一定不會太好，而短衝程引擎則因為轉速可以拉高，使得功率可以提高，最大馬力輸出一般說來都會較好。
那扭矩呢？剛好相反，從槓桿原理可以得知，在燃燒室爆發力量（垂直於力臂的力道）固定的情況之下，衝程（力臂長）越長，所相乘的扭矩越大！所以長衝程引擎的扭矩會比短衝程引擎力矩來的大，而短衝程引擎的低速扭力一定較差（由槓桿原理即可得知）、而其在高轉速域的表現就一定比長衝程引擎來的好上許多（因為轉速帶的上去）。
一萬多c.c.的拖車頭決戰1600c.c.之Civic！
這是我們常被讀者詢問到的問題︰為什麼許多貨車、卡車的排氣量都不小，可是馬力卻都遠低於同排氣量的轎車？我們舉兩個極端一點的例子，一部11945cc然後再加上Turbo的FUSO拖車頭，能夠輸出330ps的最大馬力，330ps！？聽起來似乎蠻大的，但是倘若我們認真計算所謂的〝單位升功率〞（馬力/單位排氣量），會發現一萬多 c.c.的排氣量輸出這樣的馬力其實有點遜，一公升大約只能榨出36匹馬力，比一台1.6升引擎Civic還要差上許多！以國產 SOHC VTEC1.6引擎來說，〝單位升功率〞即有 1公升輸出78匹的表現。這是為什麼呢？由前面所提的引擎輸出特性來看，因為拖車頭的引擎是屬於長衝程的設計，在最大馬力點的轉速只有～不過2200轉，而且轉速很難往上拖，轉速不高、所以做功的效率（功率）當然也就高不到哪去；可是，如果討論扭矩的話～嘿！嘿！嘿！這部拖車頭的的最大扭矩卻有著 145kg-m/1400rpm！！跟1.6升SOHC VTEC Civic引擎的最大扭力比起來，差了將近有十倍！這個時候的單位升扭矩（扭矩/單位排氣量）可就是拖車頭獲勝了！至於造成這樣差異的目的，當然是肇因於車輛使用目的的不同，一部拖車頭由於必須承受高負載荷重，所以必須著重於高扭矩，而相形之下，一般房車所需要的扭矩就小上許多！這也是為什麼大部分貨卡車的馬力普遍不高，可是扭矩多半都很不錯的原因了。
加速拼扭力、極速看馬力？
不知道各位讀者有沒有聽過這句話？ 就是兩部車在性能上的高低可以直接從原廠數據看出個所以然，關鍵判斷方法就在於「加速拼扭力、極速看馬力……。」也就是加速度高下直接由扭力高低即可判斷、而極速高低則可藉由馬力數據高低來判別，這個說法到底對不對？如果成立的話，那我們平常作捉對廝殺的測試不是多餘的嗎？其實這句話…說對也對、說不對…的確也有很大的漏洞。
文前我們提到，扭矩（力）是作功的能力！而馬力是單位時間內所能做的功的大小！我們現在以這句話為基礎來作一個討論；嗯～我想各位的國中物理應該還沒有忘記太多吧！W（功）=F（力）×S（沿力方向所推動的位移），所以扭矩經過變速箱及輪胎等等到最後成為驅動車輛的驅動力，也就是Ｆ、然後假設這兩台車的重量、減速比、行車阻力、變速箱損耗、及其他...等等都是一樣的理想狀況下，那如果A車的扭矩比B車的扭矩大，那很明顯的就是A車的加速會比B車快；簡單一點的說：扭力是一台車加速能力好壞的重要關鍵。
同理，我們再假設一次如上述的理想條件，然後我們再假設兩台車都可以維持一段長時間地盡情奔馳而沒有阻礙，而且假設兩台車在全力奔馳的時候所需要保持的驅動力F都是一樣的；然後A車的功率也遠比B車來的大，然後我們看那一台車能跑的遠一點；我們最後得到的結果一定是A車所跑的距離一定會比B車來的遠，也就是說A車的最高速一定比B車來的高！這樣說來，馬力高低已經決定了A、B兩車極速高低！這樣說來，「加速拼扭力、極速看馬力。」這句話似乎可以成立，不是嗎？事實上不然，因為前述的實驗裡，除了 A、B兩車的引擎輸出不同之外，其他的變因是完全相同的，但是在真實世界裡面，這是不可能存在的事情，變速系統變速比的影響、動力損耗、車重、風阻……其中變速系統的影響甚至於不會下於引擎輸出的差異，齒輪比的高低設定、檔位與檔位之間的銜接落差……絕對可以決定一部車子的速度表現，沒有兩部車會完全一樣，所以，存在於兩部車性能上的差異絕對不是只看帳面數據就可以搞定的。
結語
前面大概地釐清了關於引擎性能的一些觀念，雖然說是〝大概〞，但是相信已經有不少讀者看完之後感到有點昏眩，不過沒關係，只要對於馬力、扭矩有了清楚的觀念就好，至於一些較為生澀的公式學理，有沒有看懂倒不是那麼重要，弄懂那些東西，是學生的責任、老師的工作、學者專家的天命，很遺憾！我們大部分的人都不在此列。
下面我們將會對目前市場上的新型汽車儀錶 Hyper METER 230～「Plus加強版」進行其馬力顯示功能的測試，這類儀錶的使用，可以說是一般車主除了進行加速測試之外，最容易了解自己車輛性能的途徑；順便藉著對新產品的剖析，再進一步從其原理探討一些攸關愛車性能的因素，像是傳動損耗、風阻……等變因。
──轉載自《汽車日報網站》（http://www.autonet.com.tw）
(http://www.dajiyuan.com)
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