扭矩的含義 扭矩的計算公式和單位

若論及機械效率，每經(jīng)過(guò)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)向節效率約為98%。整體而言，汽車(chē)的驅動(dòng)力可由下列公式計算：

扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率
驅動(dòng)力= ————————————————————
輪胎半徑（單位：米）

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

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

補充一點(diǎn)：為什么引擎的功率能由扭矩計算出來(lái)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(xiàn)速度，而在引擎里，曲軸的線(xiàn)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速中算出來(lái)

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)機動(dòng)力性能的重要指標。

發(fā)動(dòng)機通過(guò)飛輪對外輸出的扭矩稱(chēng)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)機曲軸上的阻力矩相平衡。發(fā)動(dòng)機通過(guò)飛輪對外輸出的功率稱(chēng)為有效率，用Pe表示，單位為kW。它等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積。

發(fā)動(dòng)機的有效功率可以用臺架試驗方法測定，即用測功器測定有效轉矩和曲軸角速度，然后運用以下的公式便可計算出發(fā)動(dòng)機的有效功率。

Pe=Te·(2∏·n/60)/1000=Te·n/9550(kW)

其中：Te——有效轉矩，N·m n——發(fā)動(dòng)機轉速，r/min

有效扭矩的最大值稱(chēng)為最大轉矩，有效功率的最大值稱(chēng)為最大功率。

報刊上在介紹某一車(chē)型時(shí)，其技術(shù)參數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)機銘牌上標明的功率及相應轉速則稱(chēng)為額定功率和額定轉速，額定功率一般要小于最大功率，按照汽車(chē)發(fā)動(dòng)機可靠性試驗方法的規定，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機應能在額定工況下能連續運行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，蓄勢待發(fā)，準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)機的排量，就能提高Te和Pe。為了增大發(fā)動(dòng)機排量，可增加氣缸數(如3缸變4缸)，或者增加單位氣缸的容積(如增大氣缸內徑)。

二、正確理解發(fā)動(dòng)機的“扭矩”和“功率”關(guān)系

簡(jiǎn)單的說(shuō)：發(fā)動(dòng)機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(mén)開(kāi)度的加大和發(fā)動(dòng)機轉速的逐漸升高而增加的，但是它不會(huì )一直變大上去，到了某一轉速它就會(huì )達到顛峰，這就是平時(shí)人們所說(shuō)的最大扭矩。發(fā)動(dòng)機的轉速再上升，它就會(huì )逐漸下降，這是汽油發(fā)動(dòng)機等內燃機在扭矩上的特色，也是最不理想的地方。 功率等于扭矩乘以轉速，它象征在單位時(shí)間里發(fā)動(dòng)機可吸進(jìn)的油氣量。所以，當發(fā)動(dòng)機轉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)間里的吸氣次數都在增加，因此功率一直上升;當轉速超過(guò)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在增加，所以一直增加到最大功率點(diǎn)為止;當轉速超過(guò)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的增加幅度，所以功率開(kāi)始減少。

三、如何比較不同發(fā)動(dòng)機的優(yōu)劣或強化程度

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