为什么引擎有这么多未使用的马力？

我查看了悍马（5500磅）所用发动机的功率额定值，感到惊讶的是它只有190马力，许多四门轿车都超过了它。

因此，一个明显的问题是为什么我的Camry SE（3300磅）不燃烧比Humvee燃烧更多的汽油，我认为这仅仅是因为在常规使用中，它没有消耗250 HP左右的能量。

物理堆栈论坛上的某人给我一个估计，一辆普通汽车在高速公路上以50 mph的速度行驶仅需约35 HP。

所以我有两个问题：

1. 有人能推测出轿车发动机和悍马发动机的扭矩与RPM曲线图是什么样的吗？典型的工作点是什么？悍马发动机似乎会朝着其峰值功率更近地运转，同时旋转得更慢，但扭矩要大得多？

2. 如果峰值功率从未用于乘用车，为什么他们不使用较小的发动机并节省一些钱呢？

根本问题在于，您正在混淆几个不同的术语。有关扭矩（tau）和rpm（此方程中的f）的马力计算，请参见Wikipedia：

如果假设转矩曲线平坦，则可以看到峰值功率会随着RPM的增加而继续增加。实际上，如果您想增加新车的营销能力，您只需要提高转速限制器并保持扭矩下降的速度不超过一英尺磅/ rpm。不仅如此，您还可以看到功率和扭矩的标量值（即，没有它们的单位）将始终等于5252 rpm。

1.有人能推测出轿车发动机和悍马发动机的扭矩-RPM曲线图是什么，以及典型的工作点是什么？悍马发动机似乎会朝着其峰值功率更近地运转，同时旋转得更慢，但扭矩要大得多？

如前所述，HMMWV中的柴油在低转速下具有较高的峰值扭矩，但扭矩迅速降低，从而导致峰值马力低于凯美瑞（190 hp @ 3,400 rpm / 380 lbf·ft @ 1,700 rpm在Wikipedia页面上）。正常吸气的凯美瑞的扭矩曲线要平坦得多，扭矩峰值接近4700 rpm，功率峰值为6200 rpm（假设我们正在讨论使用2GR-FE发动机的近期凯美瑞SE）。

如果您回到原始方程式，则意味着凯美瑞的扭矩曲线的一阶导数在4700 rpm时为零，在6200 rpm时为负（其中扭矩的下降速度最终压倒了rpm的线性增加）。

2.如果峰值功率从未用于乘用车，为什么他们不使用较小的发动机并节省一些钱呢？

他们是这样。您只是没有买那个。

民用发动机和汽车设计受到某些营销点的推动。在这种情况下，凯美瑞具有较宽的扭矩和功率曲线，因此无需频繁换档（超过60英里/小时的两次换档会影响关键的0-60销售数字）。军事运输具有完全不同的任务参数，包括诸如易于维护，武器系统，不会爆炸等因素。

如果您将经济性作为关键因素，则可以选择较小的发动机。现在，每个制造商都提供各种排量和发动机技术。当前的凯美瑞SE提供较小的直列四缸，四缸混合动力和较大的V6。

无论如何，汽油发动机几乎不可能超过涡轮增压柴油每加仑的英里数。

您的问题中有一些未关联的要点：

• 正如jmosrt253所说，悍马发动机是大型柴油发动机-这意味着其扭矩在转速范围内较低
• 像许多大型柴油机一样，悍马发动机的调整程度也不高。它们坚固耐用，可以在极端条件下生存
• 在一定程度上，马力与速度无关。这是有关加速。如今，几乎所有汽车都能以每小时50英里的速度行驶，但您是否希望汽车能够在3秒或12秒内到达目的地。（随着速度的提高，您确实需要马力来抵消阻力，这就是为什么只有最强劲的汽车才能达到200英里/小时）
• 峰值功率在需要时用于乘用车，但在不需要时，您将脚从加速器上移开，并通过向发动机输送更少的燃料而立即节省了资金。一些现代发动机在巡航时也停止向一半气缸提供燃料

发动机尺寸的真正驱动因素一直是燃料成本，因此在美国，燃料价格便宜，因此油耗不是问题-因此，大型，低效率的发动机。与此相比，英国，欧洲和日本的燃料价格昂贵，您会发现制造商制造的是经过调校，高效的小型发动机。

我找不到悍马（Humvee）的功率/转速图，但在线有普通车的任何数字。

要回答您的问题“为什么我的凯美瑞不比悍马燃烧更多的燃料”：

凯美瑞（Camry）发动机是效率更高的发动机-您可以从更少的燃油中获得更高的马力。

为什么要有额外的发动机功率？好吧，如果需要35HP来完成50 MPH，这就是您的全部，那么加速到这一点将需要很长时间-可能需要几分钟。

此外，人们喜欢为汽车的运动提供额外的动力-在需要时可以快速加速，而不必将油门向下压太多就可以上山等。您会发现凯美瑞实际上将使用非常重要的动力。可用惠普数量。我会说至少有50％的时间（例如，用一辆满满的汽车加速爬坡），并且取决于驾驶员，接近100％的情况并非闻所未闻（例如，超车）。

为什么凯美瑞更有效率？人们似乎缺少了关键点之一-悍马重了1公吨（滚动摩擦更大），并且具有砖的空气动力学特性。为了给它加个数字，维基百科引用了悍马H2的阻力系数为0.57，丰田凯美瑞2007的阻力系数为0.27。因此，它的阻力系数是其两倍以上，并且不包括悍马车上较大的横截面积。而且，如果您有炮手，那就更糟了！

因此，如果将悍马发动机放入凯美瑞，与原始悍马相比，您会发现油耗大幅降低。

对不起，我回答了我自己的问题，但是现在至少对于非电动汽车，答案对我来说是如此明确。它们具有大量未使用的功率，因为​​在怠速情况下，您只能获得广告功率的一小部分。对于处于闲置状态（1000 RPM）的2.4L Camry发动机，它仅输出30 HP，而在5000 RPM下仅增加到140 HP（根据加速测试仪表板视频，约为30 MPH）。

V8柴油仅以2500 RPM的转速达到其全部200 HP的功率，因此可以解释为什么它不使用汽油车等超大型发动机来补偿低RPM时的低HP。

为了查看发动机具有完美平坦的功率曲线所需的功率，我查看了一款2008年丰田Camry LE 2.4L，158 hp的加速测试，该测试在8.5 s内从0加速到60 mph。对于理想的恒定功率发动机，速度= sqrt（2 *功率*时间/质量），因此您只需要86马力的发动机即可获得相同的加速度。

但是，现在提出了一个新问题。如果电动机具有如此好的功率范围，那么为什么又要那么大的HP？同样，为什么扭矩在0 RPM附近保持平稳，而不是像完美的发动机那样达到无穷大。这与磁铁饱和有关吗？

这是扭矩与RPM的关系图

1. 2.4L凯美瑞2009

2. V8 6.5L柴油（悍马H1）

3. 特斯拉Model S牵引电机（可在cleantechnica.com上找到的位置）

更新： 正如DucatiKiller所指出的，我没有考虑发动机的重量或尺寸，这可能可以解释为什么某些类型的发动机具有如此高的马力，因为如果发动机的重量/尺寸固定不变（例如1/2 HP汽油）飞机发动机）或增加HP的边际成本很小，那么制造功率过大的发动机并不需要花费太多。

以下是各种发动机的功率重量比的估算值：

1. 2.4L凯美瑞2009

   158马力/ 121公斤= 1.3马力/公斤

2. 底特律6.5L柴油

   200马力/ 750磅 = 0.59马力/千克

3. 特斯拉Model S牵引电机

   400 HP / 70磅= 12 HP / kg

   用电池，否则将不公平：

   400马力/（70磅+ 540公斤）= 0.70马力/公斤