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发动机扭矩和发动机功率
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扭矩和功率都是表示发动机性能的词，你听说过吗？这里我就解释一下扭矩和功率。
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扭矩表示力的大小，以前用kg·m（千克·米）作为单位，现在多用N·m（牛顿·米）。相比之下，kg·m（千克•米）更容易解释扭矩。用kg·m（千克·米）作为单位，可以将扭矩表达为“举起离自己1米远的重多少千克的物品时需要的力”。
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N·m和kg·m之间的换算很简单，两者有如下关系：
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1kg·m=9.8N·m
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也就是说，可以把N·m看做kg·m的约10倍。这样一来，即使汽车性能表中发动机那一项使用的单位是N·m，你也不会弄混啦。
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而功率（输出功率）的单位是马力（PS）。最近，由于表示方法也在趋向国际化，所以多用表示电力的kW（千瓦）来表示功率。但因为马力与发动机的关系更密切，因此我还是想用马力来解释功率。
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所谓马力，是用来表示一匹运货马在一定时间内所能搬运的货物重量，即一匹运货马所做的功，而不是指一匹马力量的大小。发明了蒸汽机的英国人詹姆斯·瓦特为了表示蒸汽机的效率提出了这一表示方式，是以当时的主要动力——马为基准的。
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他将一匹运货马在1秒钟内把重达550磅（约250kg）的重物拉动1英尺（约30cm）所做的功定为1马力（HP，Horse Power）。在英国使用的磅或码在国际单位制中可以换算成1.01PS，在国际单位制中表示马力的PS是取德语中Pferde Starke（马的力）的首字母。国际单位制诞生于法国，因此也被称为法国马力。
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目前作为主流的kW与马力有如下的关系：
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1PS=0.735kW
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比起PS，用kW表示时数值要小一些。
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总之，扭矩指的是力本身，而功率是指做功量。扭矩表示爆发力的大小，因此简单来说是由排气量的大小决定的。功率表示做功量，因此它与汽车能够行驶得多快多远（即速度）有关。即使是排气量小、扭矩小的发动机，只要能提高转速，也能够增大功率。
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扭矩的大小反映出汽车能否运载大量的人和货物，功率的大小反映出汽车能否行驶得又快又远。因此，扭矩和功率就成为衡量汽车性能的重要标准。
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汽车是怎样跑起来的 [:1700046524]
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3.2.3 变换齿轮组，完成加速
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汽车能以1档起步，但大家都知道，1档时即使将发动机转速提到最高，汽车的时速也只能达到20km~30km。此时发动机轰鸣，喧闹不堪，你却手足无措。你肯定会想，能不能既安静又舒适地提高汽车速度呢？这就需要把齿轮切换至2档或3档了。
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切换齿轮，就是切换变速器中的齿轮组合，也就是改变齿轮的直径比，即1档使用4：1的齿轮组，2档用3：1，3档用2：1，1档用1：1（图3.4）。4档使用1：1的齿轮组时，发动机的旋转力就能原原本本地传递到驱动轮。
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图3.4 1档~4档使用的齿轮组一览
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刚才我讲过，1档时发动机的扭矩增大到原来的4倍。这其实是利用了齿轮的大小比率。
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如图3.4所示，1档时虽然增大了力，但转速降至原来的1/4。这是因为旋转力从小齿轮传递至大齿轮时，小齿轮旋转一次大齿轮才旋转1/4次。因此，1档时虽然提高了发动机一侧齿轮的转速，但传递到轮胎的转速并没增加多少，所以时速才只有20km~30km。
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为了提高速度，就需要提高在驱动轮一侧传递旋转力的齿轮的转速。如果将齿轮的直径比变为3：1或2：1，使小齿轮的转速逐渐接近大齿轮，就能提高驱动轮的转速从而给汽车提速。如图3.4所示，当4档时齿轮的直径比为1：1，两侧的旋转力和转速就相同了。变速器就是这样切换大小齿轮组的。
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读到这里，你可能会有疑问：发动重达1吨的汽车需要很大的力，那发动后就没必要增大发动机的力了吗？
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我在第2章讲到发动机的飞轮时讲过一个物理原理，即重物的确很难开始运动，但一旦开始就很难停止。这就是物体的惯性力。比如骑自行车时，自行车起动后只需很小的力就能继续前进。甚至即使不用力踩脚踏板，它也能暂时保持速度不变。汽车也是如此。虽然从静止到发动需要很大的力，但一旦发动，就不需要那么大的力了。因此，汽车一旦发动，相对于力的大小，更加关注的是速度的快慢，力图通过缩小大小齿轮的直径比完成加速。
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