涡轮车，发动机转速超过最高扭力区间之后，扭力衰减很严重，为什么测直线时候还要踩到红线?
你问到了一个关于涡轮车驾驶和性能的非常实际的问题，很多人都有这个疑问。这其实涉及到涡轮增压发动机的工作原理、传动系统以及赛车调校的一些核心概念。别急，我给你好好掰扯掰扯。
首先，我们得明白涡轮车发动机的“扭矩区间”是怎么回事。涡轮增压器的工作原理是利用废气驱动涡轮，再由涡轮带动压气机，将更多的空气压入发动机燃烧室。空气多了，燃油就能燃烧得更充分，输出的动力自然就更大。
但是，涡轮不是一个“永远全开”的开关。它有一个“觉醒”的过程，需要一定的废气流量才能开始有效地增压。这就是为什么在低转速时，涡轮车的动力输出往往不如自然吸气发动机那么线性，有一个“涡轮迟滞”的现象。
涡轮增压器的“增压效应”是转速和负荷的函数。 随着发动机转速升高，废气流量也随之增加，涡轮就能更快速地旋转，提供更高的增压压力。这个阶段，发动机的扭矩会随着转速的升高而持续攀升，这就是你说的“最高扭力区间”。
但为什么到了“最高扭力区间”之后，扭力反而开始衰减呢？ 这主要有几个原因：
1. 机械损耗和进气限制： 随着转速继续升高，发动机内部的机械损耗（摩擦、泵气损失等）会越来越大。同时，虽然涡轮还在努力压气，但发动机进气歧管、气门等部分的“呼吸能力”也达到了极限，无法完全消化那么多的空气。这就好像你往一个嗓子眼很小的杯子里拼命倒水，倒得再快，水面上升的速度也会越来越慢，甚至可能溢出。
2. 爆震的风险： 高转速、高增压压力，再加上较高的气缸温度，会大大增加发动机发生爆震（Knocking）的风险。爆震对发动机的损害非常大。为了防止爆震，ECU（发动机电脑）会主动控制点火提前角，甚至稍微降低增压压力，这就直接导致扭矩输出下降。
3. 涡轮本身的效率曲线： 即使是再先进的涡轮，在设计时也有其最高效率的转速区间。当发动机转速超过涡轮的最佳工作点时，涡轮的效率会开始下降，提供的增压压力可能就不再以相同的比例增长，甚至因为“过载”而降低。
4. 进气温度升高： 持续高负荷运转，涡轮不断地压缩空气，空气的温度会急剧升高。热空气的密度比冷空气低，这意味着即使增压压力相同，实际进入燃烧室的空气质量也会减少，影响燃烧效率，进而影响扭矩。
那么，为什么赛车在直线加速时还要“踩到红线”呢？这似乎与我们刚才分析的扭矩衰减相悖。
这其实是一个非常精妙的权衡和调校的结果，主要原因有：
1. “红线”是安全上限，而不是性能极限： 通常我们看到的发动机转速表上的“红线”，是工程师们设定的一个安全上限。超过这个转速，发动机的机械结构承受的应力会急剧增加，损坏的风险也会几何级增长。但性能的“峰值”可能出现在红线之前，也可能接近红线，甚至在某些极端情况下，为了抓住那一丁点的性能，调校师会允许在短时间内非常接近红线。
2. 换挡的时机选择： 这是最关键的一点。在直线加速中，你的目标是让车辆在最短的时间内达到最高速度。 这就意味着你需要尽可能地延长每个档位下的加速时间。
保持在最佳档位： 当你在某个档位下，发动机的转速已经接近了其输出扭矩的峰值，并且还在缓慢攀升（即使是轻微的攀升），此时你换挡，下一档的转速会跳到另一个区域。你需要再次经历涡轮的“觉醒”和扭矩的爬升过程。
最大化每个档位的“工作时间”： 简单来说，如果在当前档位下，即使扭矩开始衰减，但整体产生的“平均功率”依然是最高的，并且换挡的损失（包括换挡时间本身和进入下一档低转速的短暂延迟）会抵消掉这部分衰减的扭矩带来的损失，那么你就应该继续拉高转速。
功率决定速度： 最终决定直线加速速度的，是发动机的功率（Power），而不是扭矩（Torque）。功率是扭矩和转速的乘积（P = T × ω，其中 ω 是角速度，与转速成正比）。即使扭矩在最高点之后开始衰减，但只要转速还在继续升高，扭矩衰减的速度小于转速增长的速度，那么总的功率输出可能还在缓慢增长，或者至少保持在一个非常高的水平。
3. “红线”附近通常是功率曲线的“平台期”： 许多高性能发动机，特别是为赛道设计的，其功率曲线在接近红线区域并不是一个陡峭的下降，而可能是一个“平台期”，即功率输出非常接近最大值，或者以一个非常缓慢的速度下降。赛车手和调校师会仔细研究这些功率曲线，找到那个“甜点”，即在换挡前将发动机推到那个最能提供强大动力的转速区域。
4. 涡轮车的特性： 涡轮车尤其讲究“踩油门”的深度和转速的选择。在直线加速中，你需要让涡轮保持在足够高的转速，以提供持续的增压压力。如果你在扭矩峰值刚过就换挡，可能会让你错失一段宝贵的加速时间，因为下一档的转速会低很多，需要重新积攒动力。
5. 赛道调校的激进程度： 赛车与民用车不同。赛车的调校往往更激进，更注重极端的性能输出。工程师在调校赛车发动机时，会把“红线”设定得比正常情况更高，并且允许发动机在接近红线时承受更大的压力，以榨取最后一丝性能。他们会在“发动机寿命”和“比赛成绩”之间做一个权衡，在比赛中，成绩往往是压倒一切的。
举个更形象的例子：
想象你在爬一座山。你的“扭矩”就是你抬腿的力气，而“转速”是你迈腿的频率。
刚开始爬，你腿没力气（低转速），迈腿也慢（低转速），爬得很费劲。
随着你体力和节奏的调整，你找到一个最舒服、最省力（扭矩峰值）的姿势，并且节奏很快（高转速）。
但是，如果你想更快地登顶，你可能需要稍微加快迈腿的速度（拉高转速），即使你感觉抬腿的力气（扭矩）不再像之前那么“澎湃”了，但你总的“前进速度”却可能因为你迈腿的频率足够快而变得更快。
“红线”就是你体力的极限，你再迈腿下去，可能就要抽筋了。但是，有时候为了赶在某个时间点到达顶峰，你可能需要拼尽全力，就差那么一点点，也要挑战一下极限。
所以，在测直线加速时，如果车辆的调校允许，并且 ECU 的策略是允许在接近红线区域工作的，赛车手就会将转速推到那个“甜点”，也就是在达到红线之前的那个区域。即使那个区域的扭矩已经开始衰减，但 “功率”可能还在一个非常高的水平，或者其衰减的速度小于换挡带来的损失。通过这种方式，车辆能在每个档位下尽可能地“挂”得更久，积累更多的速度，最终在冲线时取得更好的成绩。
简而言之，涡轮车在直线加速时“踩到红线”的附近，是基于对发动机功率曲线、换挡时机、涡轮响应以及赛车调校激进程度的综合考量，目的是为了在尽可能短的时间内，最大化车辆的整体速度。这是一种对性能极限的追求，也是对发动机和传动系统复杂性的深刻理解。
首先，我们得明白涡轮车发动机的“扭矩区间”是怎么回事。涡轮增压器的工作原理是利用废气驱动涡轮，再由涡轮带动压气机，将更多的空气压入发动机燃烧室。空气多了，燃油就能燃烧得更充分，输出的动力自然就更大。
但是，涡轮不是一个“永远全开”的开关。它有一个“觉醒”的过程，需要一定的废气流量才能开始有效地增压。这就是为什么在低转速时，涡轮车的动力输出往往不如自然吸气发动机那么线性，有一个“涡轮迟滞”的现象。
涡轮增压器的“增压效应”是转速和负荷的函数。 随着发动机转速升高，废气流量也随之增加，涡轮就能更快速地旋转，提供更高的增压压力。这个阶段，发动机的扭矩会随着转速的升高而持续攀升，这就是你说的“最高扭力区间”。
但为什么到了“最高扭力区间”之后，扭力反而开始衰减呢？ 这主要有几个原因：
1. 机械损耗和进气限制： 随着转速继续升高，发动机内部的机械损耗（摩擦、泵气损失等）会越来越大。同时，虽然涡轮还在努力压气，但发动机进气歧管、气门等部分的“呼吸能力”也达到了极限，无法完全消化那么多的空气。这就好像你往一个嗓子眼很小的杯子里拼命倒水，倒得再快，水面上升的速度也会越来越慢，甚至可能溢出。
2. 爆震的风险： 高转速、高增压压力，再加上较高的气缸温度，会大大增加发动机发生爆震（Knocking）的风险。爆震对发动机的损害非常大。为了防止爆震，ECU（发动机电脑）会主动控制点火提前角，甚至稍微降低增压压力，这就直接导致扭矩输出下降。
3. 涡轮本身的效率曲线： 即使是再先进的涡轮，在设计时也有其最高效率的转速区间。当发动机转速超过涡轮的最佳工作点时，涡轮的效率会开始下降，提供的增压压力可能就不再以相同的比例增长，甚至因为“过载”而降低。
4. 进气温度升高： 持续高负荷运转，涡轮不断地压缩空气，空气的温度会急剧升高。热空气的密度比冷空气低，这意味着即使增压压力相同，实际进入燃烧室的空气质量也会减少，影响燃烧效率，进而影响扭矩。
那么，为什么赛车在直线加速时还要“踩到红线”呢？这似乎与我们刚才分析的扭矩衰减相悖。
这其实是一个非常精妙的权衡和调校的结果，主要原因有：
1. “红线”是安全上限，而不是性能极限： 通常我们看到的发动机转速表上的“红线”，是工程师们设定的一个安全上限。超过这个转速，发动机的机械结构承受的应力会急剧增加，损坏的风险也会几何级增长。但性能的“峰值”可能出现在红线之前，也可能接近红线，甚至在某些极端情况下，为了抓住那一丁点的性能，调校师会允许在短时间内非常接近红线。
2. 换挡的时机选择： 这是最关键的一点。在直线加速中，你的目标是让车辆在最短的时间内达到最高速度。 这就意味着你需要尽可能地延长每个档位下的加速时间。
保持在最佳档位： 当你在某个档位下，发动机的转速已经接近了其输出扭矩的峰值，并且还在缓慢攀升（即使是轻微的攀升），此时你换挡，下一档的转速会跳到另一个区域。你需要再次经历涡轮的“觉醒”和扭矩的爬升过程。
最大化每个档位的“工作时间”： 简单来说，如果在当前档位下，即使扭矩开始衰减，但整体产生的“平均功率”依然是最高的，并且换挡的损失（包括换挡时间本身和进入下一档低转速的短暂延迟）会抵消掉这部分衰减的扭矩带来的损失，那么你就应该继续拉高转速。
功率决定速度： 最终决定直线加速速度的，是发动机的功率（Power），而不是扭矩（Torque）。功率是扭矩和转速的乘积（P = T × ω，其中 ω 是角速度，与转速成正比）。即使扭矩在最高点之后开始衰减，但只要转速还在继续升高，扭矩衰减的速度小于转速增长的速度，那么总的功率输出可能还在缓慢增长，或者至少保持在一个非常高的水平。
3. “红线”附近通常是功率曲线的“平台期”： 许多高性能发动机，特别是为赛道设计的，其功率曲线在接近红线区域并不是一个陡峭的下降，而可能是一个“平台期”，即功率输出非常接近最大值，或者以一个非常缓慢的速度下降。赛车手和调校师会仔细研究这些功率曲线，找到那个“甜点”，即在换挡前将发动机推到那个最能提供强大动力的转速区域。
4. 涡轮车的特性： 涡轮车尤其讲究“踩油门”的深度和转速的选择。在直线加速中，你需要让涡轮保持在足够高的转速，以提供持续的增压压力。如果你在扭矩峰值刚过就换挡，可能会让你错失一段宝贵的加速时间，因为下一档的转速会低很多，需要重新积攒动力。
5. 赛道调校的激进程度： 赛车与民用车不同。赛车的调校往往更激进，更注重极端的性能输出。工程师在调校赛车发动机时，会把“红线”设定得比正常情况更高，并且允许发动机在接近红线时承受更大的压力，以榨取最后一丝性能。他们会在“发动机寿命”和“比赛成绩”之间做一个权衡，在比赛中，成绩往往是压倒一切的。
举个更形象的例子：
想象你在爬一座山。你的“扭矩”就是你抬腿的力气，而“转速”是你迈腿的频率。
刚开始爬，你腿没力气（低转速），迈腿也慢（低转速），爬得很费劲。
随着你体力和节奏的调整，你找到一个最舒服、最省力（扭矩峰值）的姿势，并且节奏很快（高转速）。
但是，如果你想更快地登顶，你可能需要稍微加快迈腿的速度（拉高转速），即使你感觉抬腿的力气（扭矩）不再像之前那么“澎湃”了，但你总的“前进速度”却可能因为你迈腿的频率足够快而变得更快。
“红线”就是你体力的极限，你再迈腿下去，可能就要抽筋了。但是，有时候为了赶在某个时间点到达顶峰，你可能需要拼尽全力，就差那么一点点，也要挑战一下极限。
所以，在测直线加速时，如果车辆的调校允许，并且 ECU 的策略是允许在接近红线区域工作的，赛车手就会将转速推到那个“甜点”，也就是在达到红线之前的那个区域。即使那个区域的扭矩已经开始衰减，但 “功率”可能还在一个非常高的水平，或者其衰减的速度小于换挡带来的损失。通过这种方式，车辆能在每个档位下尽可能地“挂”得更久，积累更多的速度，最终在冲线时取得更好的成绩。
简而言之，涡轮车在直线加速时“踩到红线”的附近，是基于对发动机功率曲线、换挡时机、涡轮响应以及赛车调校激进程度的综合考量，目的是为了在尽可能短的时间内，最大化车辆的整体速度。这是一种对性能极限的追求，也是对发动机和传动系统复杂性的深刻理解。
网友意见
对于四缸或以下的发动机来说，扭矩代表单缸在单次做功行程中的做功能力。
而转速代表做功频率。
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