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扭距是什麽意思

扭矩是使物體發生轉動的力。發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關系,轉速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在壹定範圍內的負載能力。

扭矩傳感器

扭矩在物理學中就是力矩的大小,等於力和力臂的乘積,國際單位是牛米Nm,此外還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位,由於G=mg,當g=9.8的時候,1kg的重量為9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人們日常表達裏,扭矩常常被稱為扭力(在物理學中這是2個不同的概念)。例如:8代Civic 1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300轉/分時的輸出扭矩為173.5Nm,那173.5N的力量怎麽能使1噸多的汽車跑起來呢?其實引擎發出的扭矩要經過放大(代價就是同時將轉速降低)這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。引擎釋放出的扭力先經過變速箱作“可調”的扭矩放大(或在超比擋時縮小)再傳到終傳(尾牙)裏作進壹步的放大(同時轉速進壹步降低),最後通過輪胎將驅動力釋放出來。如某車的1擋齒比(齒輪的齒數比,本質就是齒輪的半徑比)是3,尾牙為4,輪胎半徑為0.3米,原扭矩是200Nm的話,最後在輪軸的扭力就變成200×3×4=2400Nm(設傳動效率為100%)在除以輪胎半徑0.3米後,輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N,即800公斤力的驅動力,這就足以驅動汽車了。 若論及機械效率,每經過壹個齒輪傳輸,都會產生壹次動力損耗,手動變速箱的機械效率約在95%左右,自動變速箱較慘,約剩88%左右,而傳動軸的萬向節效率約為98%。整體而言,汽車的驅動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/輪胎半徑 補充壹點: 為什麽引擎的功率能由扭矩計算出來呢? 功率P=功W÷時間t,功W=力F×距離s;所以,P=F×s/t=F×速度v 這裏的v是線速度,而在引擎裏,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速中算出來 角速度的單位是弧度/秒,在弧度制中壹個π代表180度

編輯本段發動機扭矩

概述

扭矩是使物體發生轉動的力。發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關系,轉速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在壹定範圍內的負載能力。 在某些場合能真正反映出汽車的“本色”,例如啟動時或在山區行駛時,扭矩越高汽車運行的反應便越好。以同類型發動機轎車做比較,扭矩輸出愈大承載量愈大,加速性能愈好,爬坡力愈強,換擋次數愈少,對汽車的磨損也會相對減少。尤其在轎車零速啟動時,更顯示出扭矩高者提升速度快的優越性。

表示方法

發動機的扭矩的表示方法是牛米(N.m)。同功率壹樣,壹般在說明發動機最大輸出扭矩的同時也標出每分鐘轉速(r/min)。最大扭矩壹般出現在發動機的中、低轉速的範圍,隨著轉速的提高,扭矩反而會下降。

編輯本段物理原理

扭矩和功率壹樣,是汽車發動機的主要指數之壹,它反映在汽車性能上,包括加速度、爬坡能力等。它的準確定義是:活塞在汽缸裏的往復運動,往復壹次就會做壹定的功,它的國際標準單位是牛頓。在每個單位距離所做的功就是扭矩了。通俗點講,扭矩是衡量壹個汽車發動機好壞的重要標準,壹輛車扭矩的大小與發動機的功率成正比。 舉個通俗的例子,打壹個不太恰當的比喻,像人的身體在運動時壹樣,功率就像是身體的耐久度,而扭矩是身體的爆發力。對於家用轎車而言,扭矩越大加速性越好;對於越野車,扭矩越大其爬坡度越大;對於貨車而言,扭矩越大車拉的重量越大。車子的扭矩越大就越好,在行駛的時候也是這樣,在排量相同的情況下,扭矩越大說明發動機越好。在開車的時候就會感覺車子隨心所欲,想加速就可加速,“貼背感”很好。扭矩是評價壹款車性能的主要參數之壹。現在評價壹款車有壹個重要數據,就是該車在0-100公裏/小時的加速時間。而這個加速時間就取決於汽車發動機的扭矩。 壹般來講,扭矩的最高指數在發動機轉速相對比較低的情況下能夠達到,就說明這款車的發動機工藝較好,力量也好。有些汽車在5000/分的轉速左右才達到該車扭矩的最高指數這說明“力量”就不是此車所長。可以這樣說,我們追求的駕駛樂趣主要來自扭矩,也就是所謂的“推背感”如果某臺車的發動機最大扭矩出現在我們經常使用的轉速範圍內,那麽這樣的車絕對可以帶給妳非凡的駕駛樂趣。對於家用轎車來說,完美的發動機最大扭矩應該在很低轉速出現,而最大功率在相對比較高的轉速出現。

舉例說明

扭矩在物理學中就是力矩的大小,等於力和力臂的乘積,國際單位是牛米Nm,此外我們還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位,由於G=mg,當g=9.8的時候,1kg=9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人們日常表達裏,扭矩常常被稱為扭力(在物理學中這是2個不同的概念)。現在我們舉個例子:8代Civic1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300轉/分時的輸出扭矩為173.5Nm,那173.5N的力量怎麽能使1噸多的汽車跑起來呢?其實引擎發出的扭矩要經過放大(代價就是同時將轉速降低)這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。引擎釋放出的扭力先經過變速箱作“可調”的扭矩放大(或在超比擋時縮小)再傳到終傳(尾牙)裏作進壹步的放大(同時轉速進壹步降低),最後通過輪胎將驅動力釋放出來。如某車的1擋齒比(齒輪的齒數比,本質就是齒輪的半徑比)是3,尾牙為4,輪胎半徑為0.3米,原扭矩是200Nm的話,最後在輪軸的扭力就變成200×3×4=2400Nm(設傳動效率為100%)在除以輪胎半徑0.3米後,輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N的驅動力,這就足以驅動汽車了。 若論及機械效率,每經過壹個齒輪傳輸,都會產生壹次動力損耗,手動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,而傳動軸的萬向節效率約為98%。

公式計算

整體而言,汽車的驅動力可由下列公式計算: 公式 驅動力=扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率÷輪胎半徑(單位:米) 小結:1kgm=9.8Nm1lb-ft=0.13826kgm1lb-ft=1.355Nm 在排量壹定的情況下,缸徑小,行程長的汽缸較註重扭矩的發揮,轉速都不會太高,適用於需要大載荷的車輛。而缸徑大,行程短的汽缸較註重功率的輸出,轉速通常較高,適用於快跑的車輛。簡單來說:功率正比於扭矩×轉速。 計算 為什麽引擎的功率能由扭矩計算出來? 功率P=功W÷時間t功W=力F×距離s所以,P=F×s/t=F×速度v 這裏的v是線速度,而在引擎裏,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速中算出來 角速度的單位是弧度/秒,在弧度制中壹個π代表180度

編輯本段汽車驅動理論

概念

車輛的前進壹定是靠引擎所發揮的扭力,所謂的扭力在物理學上稱為扭矩。 扭矩的觀念從小學時候的杠桿原理就說明過了,定義是垂直方向的力乘上與旋轉中心的距離,公制單位為牛頓-米(N-m),除以重力加速度9.8m/sec2之後,單位可換算成國人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制單位則為磅-呎(lb-ft),在美國車的型錄上較為常見,若要轉換成公制,只要將lb-ft的數字除以7.22即可。

汽車驅動力的計算方式

將扭矩除以車輪半徑即可由引擎馬力-扭力輸出曲線圖可發現,在每壹個轉速下都有壹個相對的扭矩數值,這些數值要如何轉換成實際推動汽車的力量呢?答案很簡單,就是除以壹個長度,便可獲得力的數據。舉例而言,壹部1.6升的引擎大約可發揮15.0kg-m的最大扭力,此時若直接連上185/60R14尺寸的輪胎,半徑約為41公分,則經由車輪所發揮的推進力量為15/0.41=36.6公斤的力量(事實上公斤並不是力量的單位,而是重量的單位,須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標準單位是牛頓)。 36公斤的力量怎麽推動壹公噸的車重呢?而且動輒數千轉的引擎轉速更不可能恰好成為輪胎轉速,利用不同大小的齒輪相連搭配,可以將旋轉的速度降低,同時將扭矩放大。由於齒輪的圓周比就是半徑比,因此從小齒輪傳遞動力至大齒輪時,轉動的速度降低的比率以及扭矩放大的倍數,都恰好等於兩齒輪的齒數比例,這個比例就是所謂的齒輪比。

舉例說明

以小齒輪帶動大齒輪,假設小齒輪的齒數為15齒,大齒輪的齒數為45齒。 當小齒輪以3000rpm的轉速旋轉,而扭矩為20kg-m時,傳遞至大齒輪的轉速便降低了1/3,變成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成為60kg-m。這就是引擎扭矩經由變速箱可降低轉速並放大扭矩的基本原理。 在汽車上,引擎輸出至輪胎為止***經過兩次扭矩的放大,第壹次由變速箱的檔位作用而產生,第二次則導因於最終齒輪比(或稱最終傳動比)。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數。舉例來說,手排六代喜美的壹檔齒輪比為3.250,最終齒輪比為4.058,而引擎的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm,於是我們可以算出第壹檔的最大扭矩經過放大後為14.6×3.250×4.058=192.55kgm,比原引擎放大了13倍。此時再除以輪胎半徑約0.41m,即可獲得推力約為470公斤。然而上述的數值並不是實際的推力,畢竟機械傳輸的過程中必定有磨耗損失,因此必須將機械效率的因素考慮在內。 論及機械效率,每經過壹個齒輪傳輸,都會產生壹次動力損耗,手排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,而傳動軸的萬向接頭效率約為98%,各位自己乘乘看就知道實際的推力還剩多少。整體而言,汽車的驅動力可由下列公式計算: 驅動力=扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率/輪胎半徑(單位為公尺) 馬力其實也不是壹種力,而是壹種功率(Power)的單位,定義為單位時間內所能做功的大小。功率是由扭矩計算出來的,而計算的公式相當簡單:功率(W)=2π×扭矩(N-m)×轉速(rpm)/60,簡化計算後成為:功率(kW)=扭矩(N-m)×轉速(rpm)/9549,詳細的推導請參看方塊文章。然而功率kW要如何轉換成大家常見的馬力呢。 英制或公制? 1PS=735W;1hp=746W

馬力定義

英制的馬力(hp)定義為:壹匹馬於壹分鐘內將200磅(lb)重的物體拉動165英呎(ft),相乘之後等於33,000ft-lb/min;而公制的馬力(PS)定義則為壹匹馬於壹分鐘內將75公斤的物體拉動60公尺,相乘之後等於4500kg-m/min。經過單位換算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然發現1hp=4566kg-m/min, 與公制的1PS=4500kg-m有些許差異,而如果以功率W(1W=1Nm/sec=1/9.8 kgm/sec)來換算的話,可得1hp=746W;1PS=735W兩項不壹樣的結果。 1PS與1hp之間的差異僅1.5%,每壹百匹馬力差1.5匹,差異並不大。壹般房車的馬力多半僅在200匹馬力以下,兩者由於定義的差異也僅3匹馬力左右,把SAE標準的數據多個1.5%吧!不過SAE、JIS、DIN、EEC各種測試標準之間亦有些許差異,單位之間不能真正劃上等號,然而在差別不怎麽多的情況之下,是PS或hp,都差不多可以視為相等。

公式換算

將上述獲得的馬力與功率換算方式代入功率與扭矩的換算公式,並且將扭矩的單位換算為大家熟悉的kg-m之後,可得下列結果: 英制馬力hp=扭力(kg-m)×引擎轉速(rpm)/727 公制馬力PS=扭力(kg-m)×引擎轉速(rpm)/716 從馬力hp=扭力×轉速/727看,如果能增加引擎轉速,扭力不變的情況下,便能增加馬力。例如若能將轉速從6000rpm增加到8000rpm,等於增加了33%,但因為凸輪軸的限制使得8000rpm時的扭力下降了10%,則仍能使馬力增加19.7%,這說明了時下改裝計算機的為何能在解除斷油後大幅增加馬力。 如果在同樣的轉速下,增加20匹馬力,代表能增加多少推力呢?以最大扭力點發揮於5000rpm的情況下,將公式稍微變換壹下,可發現增加的扭力=20hp×727/5000rpm=2.9kgm。再將這個結果代入汽車驅動力的公式,同樣以喜美的壹檔計算,2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。對於壹噸重的車身而言,影響似乎也不怎麽大;再者如果相差5匹馬力的話,推力更僅增加23公斤,可見相差5匹馬力,根本也沒差多少,

大馬力決定真性能

到底大馬力的車子跑得快,還是大扭力的車子跑得快? 從公式可以知道大馬力的原因是高轉速的時候仍保有高扭力數值,也就是說要有大馬力,不只是低轉速的扭力要好,連高轉速的扭力都得繼續維持,這表示扭力與馬力的爭論根本是多余的,只要能做到高馬力,除了表示各轉速區域的扭力都很大之外,更代表材料技術的優越性,將活塞、進排氣閥門的材質與重量予以強化與輕量化,才能將引擎轉速提高。

扭矩與功率的換算公式推導

假設壹圓的半徑為r(單位為m),扭矩為T(單位為N-m),則圓周上切線方向的力F=T/r,由於功率的定義為「每秒鐘所作的功」,對於圓周?動而言,每旋轉壹圈所作的功為:F×圓周總長2πr將F=T/r代入計算,每壹圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT 再乘上引擎轉速rpm就是每分鐘所作的功,但功率P的單位是N-m/sec,所以需除以60,轉換成每秒所作的功。代入公式:P=T2πrpm/60,將常數整理後,則可得P(kW)=Trpm/9545。 壹臺車的動力由發動機傳輸到車輪,需要經過多組齒輪因此有所損耗,如果德制馬力測的是傳遞到車輪上的動力,那麽同樣發動機用在不同車型上的動力輸出應該不同,試拿bmw330和bmw530做比較,其功率均是225hp/5900rpm;結論,要麽bmw在數據上造假,要麽它測的是發動機輸出凈值。

編輯本段最大扭矩

概述:

最大扭矩壹般出現在發動機的中、低轉速的範圍,隨著轉速的提高,扭矩反而會下降。扭矩的單位是牛頓·米(N·m)或公斤·米(Kg·m)。 發動機的最大扭矩與發動機的進氣系統、供油系統和點火系統的設計有關,在某壹轉速下,這些系統的性能匹配達到最佳,就可以達到最大扭矩。另外,發動機的功率、扭矩和轉速是相關聯的,具體關系為:功率=K×扭矩×轉速,其中K是轉換系數。選擇發動機時也要權衡壹下怎樣合理使用、不浪費現有功能。比如,北京冬夏都有必要開空調,在選擇發動機功率時就要考慮到不能太小;只是在城市環路上下班交通用車,就沒有必要挑過大馬力的發動機。盡量做到經濟、合理選配發動機。

最大扭矩數值說明

壹些車型的的最大扭矩的數值及說明: 奧拓的最大扭矩只有60.5,是在發動機為3000-4000轉的範圍,在國產微型車中,它的最大扭矩也是相當小的,較高的能達到110-120不過由於其排量只有0.8L;中高排量車的範圍特別大,從110-700多,壹般國產中檔車多為200-350範圍,其中邁巴赫exelero在轎車扭矩中登頂達到1020/2500轉。跑車則普遍較高,400、500是很常見的,現代酷派FX2.0的最大扭矩只能達到102/6000,越野車中,國產的壹般在180-300範圍中(當然國產的排量也比較小),進口則高壹些,歐美的壹般為400/4800,路虎神行者2004只有240/3000,其衛士也只有300/1950。布加迪威航16.4也以1250/2200 的恐怖扭矩位列跑車扭矩第壹位。

編輯本段計算方法

定義:φ-------截面間相對轉角; γ -------切應變; τ --------切應力; T----------扭矩; r-----------半徑; l-----------材料長度。 切應變與相對轉角的關系為:γ =φr/l 切應變與切應力滿足剪切胡克定律: τ=Gγ (G為材料的切變模量) 扭矩與切應力之間的關系為:T=[積分號]τdA×r (×為點乘)