扭矩- 新聞詳情 - 買車網

物理原理

[車友頭條-車友號-車友說車]  

對於家用轎車而言，扭矩越大加速性越好；對于越野車，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。扭矩是評價一款車性能的主要參數之一。評價一款車有一個重要數據，就是該車在0－100公裡/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。

一般來講，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，那麼這樣的車絕對可以帶給你非凡的駕駛樂趣。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。

發動機扭矩

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係，轉速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一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。

扭矩和功率一樣，是汽車發動機的主要指數之一，它反映在汽車性能上，包括加速度、爬坡能力等。它的準確定義是位矢(L)和力(F)的叉乘(M)，物理學上指使物體轉動的力乘以到轉軸的距離，它能表示發動機所輸出的力的大小（因為發動機中曲軸的半徑一定）。通俗點講，扭矩是衡量一個汽車發動機好壞的重要標準，一輛車扭矩的大小與發動機的功率成正比。

計算方式

計算方法

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，在每一個轉速下都有一個相對的扭矩數值，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，就是除以一個長度，便可獲得力的數據。舉例而言，一部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=36.6kg的力量(事實上千克並不是力量的單位，而是質量的單位，須乘以重力加速度9.8m/s²才是力的標準單位是牛頓)。

36kg的力量怎麼推動一噸的車重呢？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20kgm時，傳遞至大齒輪的轉速便降低為1/3，變成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成為60kgm。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共經過兩次扭矩的放大，第一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，手排六代喜美的一檔齒輪比為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一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470kg。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。

若論及機械效率，每經過一個齒輪傳輸，都會產生一次動力損耗，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×主減速器速比×機械效率/輪胎半徑。

公式計算

公式

驅動力=扭矩×變速箱齒比×主減速器速比×機械效率÷輪胎半徑（單位：米）

計算

為什麼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

這裡的v是線速度，而在引擎裡，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，在弧度制中一個π代表180度

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係為：

 

切應變與切應力滿足剪切胡克定律：

  

（G為材料的切變模量）

扭矩與切應力之間的關係為：

  

（

  

為點乘）

最大扭矩

最大扭矩一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，在某一轉速下，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，具體關係為：功率=K×扭矩×轉速，其中K是轉換係數。選擇發動機時也要權衡一下怎樣合理使用、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。儘量做到經濟、合理選配發動機。

車尾標識

自2015年起，大眾汽車品牌將在中國市場逐步啟用全新「基於發動機扭矩」的車尾標識體系。啟用「基於發動機扭矩」的車尾標識體系，是大眾汽車品牌在中國市場的一次重要革新，不僅讓大眾汽車的扭矩性能一目了然，進而使消費者更加關注發動機的實際性能，而不是僅僅關注排量。 

為此，大眾汽車品牌將其發動機的扭矩值（牛·米）劃分為若干個「扭矩類別」，例如180、230、280、330和380牛·米。車尾標識體系將通過「以牛·米為單位的扭矩類別標記值」加「發動機技術類型」的形式，在搭載了TSI和TDI發動機的大眾汽車品牌乘用車和輕型商用車的右後車尾呈現。例如，新標識「230TSI」所代表的意義是：該車型配備的發動機是扭矩類別為230牛·米的TSI發動機。

 

大眾汽車品牌旗下逐步採用全新的車尾標識的車型將涵蓋A0至B級乘用車、SUV以及MPV商用車。上海大眾汽車的凌渡和一汽-大眾新速騰成為了首批採用大眾汽車品牌全新車尾標識的車型。 

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，由於其排量只有0.8L，在國產微型車中，奧拓的最大扭矩也是相當小的，其他微車較高的能達到110-120；中高排量車的範圍特別大，從110-700多，一般國產中檔車多為200-350，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185/6000，越野車中，國產的一般在180-300之間（當然國產的排量也比較小），進口則高一些，歐美的一般為400/4800，路虎神行者2004隻有240/3000，其衛士也只有400/1950。布加迪威龍16.4以1250/2200 的恐怖扭矩位列跑車扭矩第一位。