摩托车和汽车上内燃机的最大扭矩都意外地小。
以我的 E91 328i 为例,N52 发动机原厂的最大扭矩是 270 Nm (200 ft-lb)。这是什么概念呢?这台车的车轮螺栓锁紧扭矩是 122 Nm (90 ft-lb),差不多是发动机扭矩的一半,和小排量发动机的扭矩差不多了,这可是纯手拧的。骑自行车时,如果一个体重 65 kg 的人把全部重量压在一只脚上,曲柄长度 170 mm 的话,产生的扭矩是 108 Nm,也和半台 N52 发动机差不多了。摩托车的扭矩只会更小。
然而摩托车和汽车显然比自行车重很多,那么要让它们动起来,就只能通过小轮带大轮来“放大”扭矩,而不是像自行车那样用大轮带小轮。
这样做的结果就是,要让车轮转一圈,发动机要转好多圈,所以摩托车、汽车的发动机最大转速都有几千转,而骑自行车的踏频踩到 100 多就到头了。
事实上,功率 = 扭矩 x 转速 x 系数,所以尽管发动机的扭矩比人没大多少,但是转速上去了,功率也就上去了。骑友们两三百瓦的持续功率和汽车动辄几百千瓦的功率根本不在一个数量级上,就是这个原因。而 P=Fv,也就是说功率最终决定了一台自行车,摩托车或汽车能够实现的最大速度。
最后补充一点,本来不打算提的……但是很多答案提到内燃机转速比人腿要高,所以不用减速传动的话会一起步就飞出去,这样不安全。我认为这个理由是欠妥的,因为按照自行车的传动比,摩托车、汽车起步时非但不会飞出去,反而会动不起来,原因就是本文文首提到的——内燃机扭矩大多意外的差。所以就算在几千转的转速下,按照自行车的传动比,内燃机也带不起来摩托车或汽车,如果松离合快了会熄火,松离合慢了只会烧离合。不是因为内燃机转速高所以搞减速齿轮,而是因为内燃机扭矩差必须搞减速齿轮,进而必须高转速,这个因果关系很多人似乎搞反了。