第44章
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25.马力、扭力
先从最基本的观念开始。一般我们所习称的扭力并非力的单位，而是指做功的能力，从字面上笼统地来看，Ｋｇｍ正是指将１公斤重的物体举高１公尺的能力，由于这是力矩的一种，所以称其为扭力其实是有些不妥的。而马力（Ｈｏｕｓｅ Ｐｏｗｅｒ）更不是力的单位，而是功率的单位，那是指单位时间内做功的大小，而不是如同字面上的意义是一个力的单位。
不知道各位读者有没有听过这句话：就是两部车在性能上的高低可以直接从原厂数据看出个所以然，关键判断方法就在于“加速拼扭力、极速看马力”。如果这个说法成立的话，那各个试车报告的测试不是多余的吗？
前文我们提到，扭矩（力）是做功的能力，而马力是单位时间内所能做的功的大小。我们现在以这句话为基础来作一个讨论，假设在任何条件相同的理想状况下，如果Ａ车的扭矩比Ｂ车的扭矩大，那很明显的就是Ａ车的加速会比Ｂ车快。同理假设两台车在全力奔驰的时候所需要保持的驱动力Ｆ都是一样的，然后Ａ车的功率也远比Ｂ车来的大，我们最后得到的结果一定是在相同时间内Ａ车所跑的距离一定会比Ｂ车来的远，也就是说Ａ车的最高速一定比Ｂ车来的高。这样说来，马力高低已经决定了Ａ、Ｂ两车极速高低。事实上不然，因为前述的实验里，除了Ａ、Ｂ两车的引擎输出不同之外，其他的变因是完全相同的，但是在真实世界里面，这是不可能存在的事情，变速系统变速比的影响、动力损耗、车重、风阻，其中变速系统的影响什至于不会低于引擎输出的差异，齿轮比的高低设定、挡位与挡位之间的衔接落差，绝对可以决定一部车子的速度表现，没有两部车会完全一样，所以，存在于两部车性能上的差异绝对不是只看表面数据就可以判定的。
3. 引擎气门数
气门数的多寡与引擎性能输出的好坏是有直接的影响也是不容否认的，多气门进、排气道设计与整个排气系统的设计，对于高峰值马力输出，绝对有着关键性的影响，这也就是我们常建议的：如果要提升引擎马力，最简单的就是提升进气效率与排气效率是一样的道理。
另一方面，先前奔驰中坚车款所搭载的单凸轮轴Ｖ６引擎，全球专业媒体早已肯定其各项性能以及低油耗、低污染的优异表现，此具Ｖ６引擎气门数的设计，竟是采取每缸３气门的设计，较先前奔驰搭载的直列六缸、ＤＯＨＣ、２４Ｖ引擎（虽说每缸减少了一个排气门的设计）整体性能表现却是不遑多让，透过此例，对于引擎气门数多寡与优劣好坏的定论问题，相信车迷会有另一个深入省思考的空间。所以，建议您评断一具引擎的好坏和先进与否，绝对不是单纯看马力输出、或者是看简单的机械结构，就断定这具引擎的好坏。
再讲得具体点，一般商用车或经济型用车要求的是耐用、低油耗、可靠性高、优异的低速扭力，以此降低保养维修成本，以及更有效率的载重是其主要的特性，因此在这种情况下，多气门引擎的优势就不见得一定要存在，反倒是每缸２气门引擎低速扭力充足、耐用度高、维修便宜的特性，就显得特别重要了。
4. 发动机基本参数详解
许多读者朋友来信说，对有关发动机的参数有的不是很明白，在阅读专业报刊或购车时，对这些专业术语更是茫然，在这里向大家简要介绍一下：
汽车发动机的基本参数包括发动机缸数，气缸的排列形式，气门，排量，最高输出功率，最大扭矩。
缸数：汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8缸。排量1升以下的发动机常用3缸，1 2.5升一般为4缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。
气缸的排列形式：一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列，少数6缸发动机也有直列方式的。直列发动机的气缸体成一字排开，缸体、缸盖和曲轴结构简单，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛，缺点是功率较低。直列6缸的动平衡较好，振动相对较小。大多6到12缸发动机采用V形排列，V形即气缸分四列错开角度布置，形体紧凑，V形发动机长度和高度尺寸小，布置起来非常方便。V8发动机结构非常复杂，制造成本很高，所以使用的较少，V12发动机过大过重，只有极个别的高级轿车采用。
气门数：国产发动机大多采用每缸2气门，即一个进气门，一个排气门；国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构，即2个进气门，2个排气门，提高了进、排气的效率；国外有的公司开始采用每缸5气门结构，即3个进气门，2个排气门，主要作用是加大进气量，使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好，5气门确实可以提高进气效率，但是结构极其复杂，加工困难，采用较少，国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。
排气量：气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积的总和，一般用于(L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。
最高输出功率：最高输出功率一般用马(PS)或千瓦(KW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速以后，功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率同时每分钟转速来表示(r／min)，如100PS／5000r／min，即在每分钟5000转时最高输出功率100马力。
最大扭矩：发动机从曲轴端输出的力矩，扭矩的表示方法是N.m／r／min，最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。当然，在选择的同时要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。
26.多气门发动机
1886年1月29日，德国人卡尔·本茨将自己研制的四冲单缸燃油发动机装上了一辆三轮的车子并获得专利权，世界从这一天开始才真正有了汽车。可以说，是发动机创造了汽车。发动机的基本构造(如图)是由气缸1、活塞2、连杆3、曲轴4等主要机件组成，每一个气缸至少有两个气门，一个进气门(蓝色)和一个排气门(橙色)。
气门装置是发动机配气机构的一个组成部分，在发动机工作起非常重要的作用。燃油发动机的工作运转由进气，压缩，作功和排气四个工作过程组成。要使发动机连续运转就必须使这四个工作过程周而复始，顺序定时地循环工作。
其中的两个工作过程，进气和排气过程，需要依靠发动机的配气机构准确地按照各气缸的工作顺序输送可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)，以及排出燃烧后的废气。另外的两个工作过程，压缩和作功过程，则必须隔绝气缸燃烧室与外界进排气通道，不让气体外泄以保证发动机正常地工作。负责上述工作的机件就是配气机构中的气门。它好比人的呼吸器官，吸进呼出，缺它不可。
随着技术的发展，汽车发动机的转速已经越来越高，现代轿车发动机的转速一般可达每分钟5500转以上，完成四个工作过程只需0.005秒时间，传统的两气门已经不能胜任在这么短促的时间内完成换气工作，限制了发动机性能的提高。解决这个问题的方法只能是扩大气体出入的空间。换句话就是用空间换取时间。多气门技术是解决问题的最好方法，直至80年代推广多气门技术才使发动机的整体质量有了一次质的飞跃。
多气门发动机是指每一个气缸的气门数目超过两个，即两个进气门和一个排气门的三气门式；两个进气门和两个排气门的四气门式；三个进气门和两个排气门的五气门式。 目前轿车上的多气门发动机多是四气门式的。四缸发动机有16个气门，6气缸发动机有24个气门，8气缸发动机就有32个气门。例如日本凌志LS400型轿车的发动机就是8缸32个气门。增加了气门数目就要增加相应的配气机构装置，构造比较复杂，一般由两支顶置式凸轮轴来控制排列在气缸燃烧室中心线两侧的气门。气门布置在气缸燃烧室中心两侧倾斜的位置上，是为了尽量扩大气门头的直径，加大气流通过面积，改善换气性能，形成一个火花塞位于中央的紧凑型燃烧室，有利于混合气的迅速燃烧。
有人提出疑问，既然气门多好，为什么见不到一缸6气门以上的发动机？热力学有一个叫“帘区”的概念，指气门的园周乘以气门的升程，即气门开启的空间。“帘区”越大说明气门开启的空间越大，进气量也就越大。以奥迪100型轿车的发动机为例，它的四气门“帘区”值比两气门的“帘区”值，在进气状态时要大一半，在排气状态时要大百分之七十。