扭矩的含義 扭矩的計(jì)算公式和單位

若論及機(jī)械效率，每經(jīng)過一個(gè)齒輪傳輸，都會(huì)產(chǎn)生一次動(dòng)力損耗，手動(dòng)變速箱的機(jī)械效率約在95%左右，自排變速箱較慘，約剩88%左右，而傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)效率約為98%。整體而言，汽車的驅(qū)動(dòng)力可由下列公式計(jì)算：

扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機(jī)械效率
驅(qū)動(dòng)力= ————————————————————
輪胎半徑（單位：米）

小結(jié)：1kgm=9.8Nm 1lb-ft=0.13826kgm 1lb-ft=1.355Nm

一般來說，在排量一定的情況下，缸徑小，行程長(zhǎng)的汽缸較注重扭矩的發(fā)揮，轉(zhuǎn)速都不會(huì)太高，適用于需要大載荷的車輛。而缸徑大，行程短的汽缸較注重功率的輸出，轉(zhuǎn)速通常較高，適用于快跑的車輛。簡(jiǎn)單來說：功率 正比于 扭矩×轉(zhuǎn)速

補(bǔ)充一點(diǎn)：為什么引擎的功率能由扭矩計(jì)算出來呢?

我們知道，功率P=功W÷時(shí)間t 功W=力F×距離s 所以，P=F×s/t=F×速度v

這里的v是線速度，而在引擎里，曲軸的線速度=曲軸的角速度ω×曲軸半徑r，代入上式得：功率P=力F×半徑r×角速度ω ; 而 力F×半徑r=扭矩

得出：功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能從扭矩和轉(zhuǎn)速中算出來

角速度的單位是弧度/秒，在弧度制中一個(gè)派代表180度、“扭矩”和“功率”是表征發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的重要指標(biāo)。

發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的扭矩稱為有效扭矩，用Te表示，單位為N·m。有效扭矩與外界施加于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的阻力矩相平衡。發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的功率稱為有效率，用Pe表示，單位為kW。它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積。

發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以用臺(tái)架試驗(yàn)方法測(cè)定，即用測(cè)功器測(cè)定有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度，然后運(yùn)用以下的公式便可計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。

Pe=Te·(2∏·n/60)/1000=Te·n/9550(kW)

其中：Te——有效轉(zhuǎn)矩，N·m n——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min

有效扭矩的最大值稱為最大轉(zhuǎn)矩，有效功率的最大值稱為最大功率。

報(bào)刊上在介紹某一車型時(shí)，其技術(shù)參數(shù)中的扭矩和功率通常就是最大扭矩和最大功率。而發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速則稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速，額定功率一般要小于最大功率，按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下能連續(xù)運(yùn)行300—1000h。

關(guān)于扭矩和功率的含義，通俗一點(diǎn)講，扭矩好比百米賽跑選手在起跑點(diǎn)蹲撐，蓄勢(shì)待發(fā)，準(zhǔn)備沖向前那一剎那的沖勁;而功率就是維持這股勁可以越跑越快，一直跑到終點(diǎn)的能力。增大發(fā)動(dòng)機(jī)的排量，就能提高Te和Pe。為了增大發(fā)動(dòng)機(jī)排量，可增加氣缸數(shù)(如3缸變4缸)，或者增加單位氣缸的容積(如增大氣缸內(nèi)徑)。

二、正確理解發(fā)動(dòng)機(jī)的“扭矩”和“功率”關(guān)系

簡(jiǎn)單的說：發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩象征其氣缸一口氣所能吸進(jìn)的油氣量，這個(gè)吸氣量是會(huì)隨油門開度的加大和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的逐漸升高而增加的，但是它不會(huì)一直變大上去，到了某一轉(zhuǎn)速它就會(huì)達(dá)到顛峰，這就是平時(shí)人們所說的最大扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速再上升，它就會(huì)逐漸下降，這是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)在扭矩上的特色，也是最不理想的地方。 功率等于扭矩乘以轉(zhuǎn)速，它象征在單位時(shí)間里發(fā)動(dòng)機(jī)可吸進(jìn)的油氣量。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升到最大扭矩點(diǎn)時(shí)，每口氣吸進(jìn)的油氣量和單位時(shí)間里的吸氣次數(shù)都在增加，因此功率一直上升;當(dāng)轉(zhuǎn)速超過最大扭矩點(diǎn)后，盡管每口氣吸進(jìn)的油氣量減少，但由于降幅不大且吸氣次數(shù)在增加，所以一直增加到最大功率點(diǎn)為止;當(dāng)轉(zhuǎn)速超過最大功率點(diǎn)后，每口氣吸進(jìn)的油氣量減少幅度要大于吸氣次數(shù)的增加幅度，所以功率開始減少。

三、如何比較不同發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)劣或強(qiáng)化程度

汽車所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)Te和Pe是在一定轉(zhuǎn)速下得到的。不同汽車的使用要求不一樣，車速也不一樣(如載貨汽車和轎車使用的車速就不一樣)，所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就不一樣，因此不同用途的發(fā)動(dòng)機(jī)，即便在有效功率相等的情況下，它們所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速也是不一樣的，反言之即功率相等的發(fā)動(dòng)機(jī)并不能符合所有車型的要求，還必須在考慮功率和扭矩的同時(shí)看其所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，這樣才能全面看出發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能指標(biāo)Te和Pe是否符合要求。