电机扭矩计算方法
扭矩的计算公式
扭矩的计算公式
扭矩计算公式是T=9550*P/n。
电机的“扭矩”,单位是N·m(牛米)。
P是电机的额定(输出)功率单位是千瓦(KW)。
分母是额定转速n单位是转速分(r/min);P和n可从电机铭牌中直接查到。
因为Pn都是电机的额定值,故T就是电机的额定转矩了。
电机转矩,简单的说,就是指转动的力量的大小。
但电动机的转矩与旋转磁场的强弱和转子笼条中的电流成正比,和电源电压的平方成正比所以转矩是由电流和电压的因素所决定的。
转矩是一种力矩,力矩在物理中的定义是:力矩=力臂。
这里的力臂就可以看成电机所带动的物体的转动半径。
如果电机转矩太小,就带不动所要带的物体,也就是感觉电机的“劲”不够大。
一般来讲电动机带动机械转动的劲头就是电动机的转矩,电动机的转矩=皮带轮拖动皮带的力X皮带轮的半径。
力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。
这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以以恒的力矩出动力。
力矩电机包括:直流力矩电机、交流力矩电机、和无刷直流力矩电机。
电机扭矩计算方法
电机转速和扭矩(转矩)计算公式含义: 1kg= 1千克的物体受到地球的吸引力是牛顿含义:·m推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为了。
转速公式:n=60f/P(n=转速,f=电源频率,P=磁极对数)扭矩公式:T=9550P/nT是扭矩,单位N·mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min扭矩公式:T=973P/nT是扭矩,单位Kg·mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min形象的比喻:功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能有人说:起步靠扭矩,加速靠功率,也有人说:功率大代表极速高,扭矩大代表加速好,其实这些都是片面的错误解释,其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力,所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」,因为以讹传讹的结果,大家都说成「扭力」,也就从此流传下来,为导正视听,我们以下皆称为「扭矩」。
扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了,定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」,公制单位为牛顿-米(N-m),除以重力加速度sec2之后,单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。
英制单位则为磅-呎(lb-ft),在美国的车型录上较为常见,若要转换成公制,只要将lb-ft的数字除以即可。
汽车驱动力的计算方式:将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率-扭矩输出曲线图可发现,在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值,这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢答案很简单,就是「除以一个长度」,便可获得「力」的数据。
举例而言,一部升的发动机大约可发挥的最大扭矩,此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎,半径约为41公分,则经由车轮所发挥的推进力量为15/=公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位,而是重量的单位,须乘以重力加速度sec2才是力的标准单位「牛顿」)。
36公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢而且动辄数千转的发动机转速更不可能恰好成为轮胎转速,否则车子不就飞起来了幸好聪明的人类发明了「齿轮」,利用不同大小的齿轮相连搭配,可以将旋转的速度降低,同时将扭矩放大。
电机扭矩计算公式
电机扭矩计算公式
电机的扭矩是指电机产生的力矩,可以通过以下公式进行计算:
扭矩=力×力臂长度
力臂长度是指从电机旋转轴到施力点的距离,也就是力矩的臂长。
力是施加在该力臂上的力。
电机的扭矩计算还需要考虑电机的电流和电机的电磁特性(包括磁场强度、磁链和磁阻)。
在直流电机中,扭矩可以由以下公式计算:
扭矩=K×I
其中,K是电机常数,也被称为扭矩常数或者电机的转矩系数。
扭矩常数是由电机设计决定的,在电机的技术规格中给出。
常数K表示单位电流产生的扭矩。
I是电机的电流。
在交流电机中,扭矩由以下公式计算:
扭矩=K×I×φ
其中,K为电机的转矩常数,I为电流,φ为磁通,也被称为磁链。
常数K表示单位电流和磁链产生的扭矩,可以通过电机的技术规格获得。
只要知道电机的电流和对应的转矩常数或者扭矩常数,我们就可以通过上述公式来计算电机的扭矩。
值得注意的是,这些公式只适用于没有其他负载或者扭矩损耗的情况。
实际电机工作时往往会存在一些负载或者扭矩损耗,例如摩擦力、风阻等。
这些因素都会影响到电机的扭矩输出。
电机转速和扭矩(转矩)计算公式
电机转速和扭矩(转矩)公式1、电机有个共同的公式,P=MN/9550P为额定功率,M为额定力矩,N为额定转速,所以请确认电机功率和额定转速就可以得出额定力矩大小。
注意P的单位是KW,N的单位是R/MIN(RPM),M 的单位是NM2、扭矩和力矩完全是一个概念,是力和力臂长度的乘积,单位NM(牛顿米)比如一个马达输出扭矩10NM,在离输出轴1M的地方(力臂长度1M),可以得到10N的力;如果在离输出轴10M的地方(力臂长度10M),只能得到1N的力含义:1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。
含义:9.8N m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。
转速公式:n= 60f/P*0.96(n =转速,■[二电源频率,?=磁极对数)扭矩公式:T=9550P/nT是扭矩,单位N mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min扭矩公式:T=973P/nT是扭矩,单位Kg mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min力矩、转矩和扭矩在电机中其实是一样的。
一般在同一篇文章或同一本书,上述三个名词只采用一个,很少见到同时采用两个或以上的。
虽然这三个词运用的场合有所区别,但在电机中都是指电机中转子绕组产生的可以用来带动机械负载的驱动矩”。
所谓矩”是指作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积。
对于杠杆,作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积就称为力矩。
对于转动的物体,若将转轴中心看成支点,在转动的物体圆周上的作用力和转轴中心与作用力方向垂直的距离的乘积就称为转矩。
当圆柱形物体,受力而未转动,该物体受力后只存在因扭力而发生的弹性变形,此时的转矩就称为扭矩。
因此,在运行的电机中严格说来只能称为转矩”。
采用力矩”或扭矩”都不太合适。
不过习惯上这三种名称使用的历史都较长至少也有六七十年了,因此也没有人刻意去更正它。
至于力矩、转矩和扭矩的单位一般有两种,就是千克米(kg m)和牛顿米(N m)两种,克米(g m)只是千克米(kg m)千分之一。
电机扭矩计算
1、系统构成:变频器控制电机,电机接蜗轮蜗杆升降机;2、两组系统举升约最大250kg负载,举升形成300mm;3、蜗轮蜗杆升降机丝杆的升降速度最大200mm/min;4、启停时平稳,加减速距离50mm,加减速时间5s;小弟咨询的电机为4极异步电机550w和750w两种,550w扭矩3.75N.M,750w扭矩5N.M,请大侠们指点,如何选择电机的扭矩。
一、重物转动惯量:JW = F * (PB/2/3.14)^2 (kg.cm^2)二、丝杆转动惯量: JB = MB * (DB^2)/8 (kg.cm^2)三、折算到电机轴上的转动惯量:JL = (JW + JB)/R^2 (kg.cm^2)JL/(R^2) <=3JD 验算减速比Jω = F.v (N.m)F.v = F.r (N.m)其中:PB丝杆螺距;DB丝杆直径;R减速比;v速度;计算时要考虑传动效率与单位换算比如转动惯量单位(kg.cm^2)换算成(kg.m^2)感谢各位的回复,虽然1楼大侠给出了详细的公式,但是小弟有两处还略有不懂。
1、小弟需要计算电机的扭矩,最终确定电机的型号;2、JD是什么参数;3、Jω=F.V=F.r中ω.V.r分别表示什么参数;4、蜗轮蜗杆升降机选择SWL2.5的小弟新人,请不吝赐教哦!!现在把结构简图发出来,方便大家分析问题,越详细越喜欢的哦!!想问的重点是这套系统选择550w、3.75N.M扭矩的电机可以吗?JD 电机转动惯量扭矩T=Jω = F.v J 折算的转动惯量ω 角速度ω=2πn/60 n转速v 速度你这个系统中还要折算减速箱的转动惯量;此系统550W电机足够了。
考虑传动效率:丝杆0.8,蜗箱0.8T = F.PB/2π/R/η = 200*9.8*6/6280/24/0.8/0.8 = 0.12N.m加速转矩:假设加速时间3秒a = 1440 * PB / 60/3 = 46.7/s^2Ta = F.PB/2π/R/η = 200 * 6 * 46.7/6280/24/0.8/0.8 = 0.59N.m伺服电机有直流、交流之分,一般来说选择合适的伺服电机要根据机器的负载大小和速度来选一、进给驱动伺服电机的选择1.原则上应该根据负载条件来选择伺服电机。
电机扭矩计算公式
电机扭矩计算公式电机扭矩(Torque)是指电机在运转过程中,被外力施加的力的矩,电机的扭矩是涉及到电机运行的重要指标,它能反映出电机的工作状态,是电动机设计及选型时必须考虑的重要性能参数。
本文将针对电机扭矩,介绍其计算公式。
1、基本公式电机扭矩的计算公式如下:T=K×I=P(W)×9550/n(r/min)其中:T 为电机的扭矩;K 为电机的扭矩系数;I 为电机的定子电流;P 为电机的功率;n 为电机的转速;9550 为一个常数,为功率转换系数,即1瓦=9550旋/分。
根据上式,计算电机扭矩有以下几种方式:(1)由功率和转速计算:T=P(W)×9550/n(r/min)(2)由电机定子电流和扭矩系数计算:T=K×I2、扭矩系数电机的扭矩系数K,电机效率是影响电机扭矩的重要因素,一般来说,电机效率越高,扭矩系数K越大,电机扭矩越大。
电机效率由电机给出,而电机的扭矩系数则可以按照下面的公式进行测定:K=T/(Ie×1.5)其中:T电机的实际扭矩;Ie定子电流;1.5一个常数,表示三相电机的平衡系数。
通过以上公式,就可以准确知道电机的扭矩系数K了。
3、永磁电机的扭矩永磁电机的扭矩可以由以下公式计算:T=Kt×I=9.55×105/n×I其中:Kt 为永磁电机的扭矩系数;n 为电机的转速;I 为电机的定子电流。
而永磁电机的扭矩系数Kt,可以按照下面的公式进行计算:Kt=T/(I×9.55×105/n)其中:T电机的实际扭矩;I定子电流;n电机的转速。
4、总结本文针对电机扭矩,介绍了电机扭矩的基本计算公式,以及永磁电机的扭矩计算公式,同时更进一步介绍了电机扭矩系数K和永磁电机扭矩系数Kt的计算公式。
由此可见,通过计算电机的扭矩及其扭矩系数,可以了解电机的工作状态及性能,进而进行恰当的电机设计及选型,从而达到节能降耗的目的。
电机扭矩计算公式
减速机扭矩计算公式
1.知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式:
减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数
p是功率,单位是kW,角速度乘以转矩就是功率: P=T×W,n是转速,单位是转/分钟
扭矩的单位为Nm M=N*m ,力就是重量乘以9.8 ,力的单位是牛顿. 2.知道扭矩和减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式:
电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数,即
减速比=电机输出转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比")
电机扭矩计算公式
旋转物体的扭矩计算公式.
T=9550 P/n
扭矩(KN*M)=传动比X9550X电机功率(千瓦)/电机转速(转/分)
p是功率,单位是kW,角速度乘以转矩就是功率: P=T×W,n是转速,单位是转/分钟
扭矩的单位为Nm M=N*m ,力就是重量乘以9.8 ,力的单位是牛顿.如果是计算电机的扭矩,则P为电机输出功率.。
电机转速与扭矩计算公式
电机转速与扭矩计算公式$T = \frac {P}{\omega} \cdot \frac {30}{\pi}$其中,T表示电机输出的扭矩,P表示电机的功率,ω表示电机的转速。
公式中的常数30/π是用来将国际单位制的功率转换为英制单位制的功率的。
该公式定义了功率、转矩和转速之间的关系,可以帮助我们计算电机的工作情况。
下面将详细介绍如何计算电机的转速和扭矩。
首先,我们需要确定电机的功率。
功率可以通过测量电机的电流和电压来计算。
电机的功率是电机所消耗的能量,通常以瓦特(W)为单位。
其次,我们需要确定电机的转速。
转速是电机的旋转速度,通常以每分钟转数(RPM)为单位。
转速可以通过测量电机的转轴旋转的时间来计算。
然后,我们可以使用上述公式计算电机的扭矩。
通过将功率值(以瓦特为单位)除以转速值(以每分钟转数为单位),然后乘以一个转换常数(30/π),即可计算出电机的扭矩。
需要注意的是,上述公式假设电机的负载是理想的,即没有任何摩擦和损耗。
但在实际情况中,电机的负载通常不是理想的,有时会有一些摩擦和损耗。
因此,实际的转速和扭矩可能会与计算的值有所偏差。
另外,如果我们已知电机的转速和扭矩,也可以根据上述公式计算出电机的功率。
将扭矩值(以牛顿·米为单位)乘以转速值(以弧度每秒为单位),然后除以一个转换常数(30/π),即可计算出电机的功率。
综上所述,电机转速和扭矩之间的计算公式为$T = \frac{P}{\omega} \cdot \frac {30}{\pi}$。
该公式可以帮助我们计算电机的工作情况,从而确定电机的转速和扭矩值。
丝杆及电机扭矩计算公式
丝杆及电机扭矩计算公式
丝杆及电机扭矩的计算公式如下:
1. 丝杆导程计算公式:导程= 1/螺距,其中螺距是指螺旋线上两个相邻螺纹之间的距离。
2. 丝杆回转速度计算公式:回转速度=线速度/导程,其中线速度等于丝杆的长度除以转动时间。
3. 丝杆转动力矩计算公式:转动力矩=传递力(或负载)×丝杆半径,其中丝杆半径等于丝杆直径除以2。
4. 丝杆输出功率计算公式:输出功率=转动力矩×回转速度,其中转动力矩可通过上述式进行计算,回转速度是指丝杆的旋转速度。
5. 电机所需的扭矩和功率:扭矩=T=(F×P)/(2×π×n),功率=P=2×π×n×T/60,其中扭矩和功率是电机的重要参数,需要通过上述公式进行计算。
需要注意的是,这些公式只适用于特定的条件和情况,使用时需要根据具体情况进行适当的调整和修改。
3kw电机扭矩计算
3kw电机扭矩计算
要计算3kW电机的扭矩,我们需要知道电机的额定转速和功率。
通常情况下,电机的额定功率和额定转速可以在电机的技术参数中
找到。
假设3kW电机的额定功率为P(单位:瓦特)和额定转速为N
(单位:转/分钟),那么我们可以使用以下公式来计算电机的扭矩:
扭矩(单位,牛顿·米)= 功率(单位,瓦特)/ (2π × 转
速(单位,转/分钟)/ 60)。
其中,2π是一个常数,表示圆周率π的两倍。
假设3kW电机的额定功率为3000瓦特,额定转速为3000转/分钟,我们可以代入公式进行计算:
扭矩 = 3000瓦特/ (2π × 3000转/分钟 / 60)。
首先,将转速转换为转/秒:
3000转/分钟× 1分钟/60秒 = 50转/秒。
然后,代入公式计算扭矩:
扭矩 = 3000瓦特/ (2π × 50转/秒)。
最后,计算出的扭矩即为3kW电机的扭矩。
请注意,以上计算仅适用于理想情况下的电机。
在实际应用中,还需要考虑电机的效率、负载特性等因素。
电机及减速机扭矩计算公式
电机及减速机扭矩、功率计算公式
减速机使用系数u
原动机——工作平稳轻微冲击中等冲击严重冲击工作机
|
均匀平稳 1.00 1.25 1.50 1.7 5
轻微冲击 1.10 1.35 1.60
1.85
中等冲击 1.25 1.50 1.75 2.0 0
严重冲击 1.50 1.75 2.00 2 .25或更大
四、电机输出扭矩与电机转速、功率的关系。
1、公式:T=9550P/n
此公式为工程上常用的:扭矩;功率;转速三者关系的计算公式。
式中:
T--扭矩(N.M);9550--常数(不必追究其来源);P--电机的功率(KW);n--输出的转速(转/ 分)
注:需要注意的是:若通过减速机计算扭矩时,要考虑齿轮传动效率损失的因素。
2、伺服电机扭矩计算公式:T=F*R*减速比。
例子:带动100kg的物体,R=50mm,减速比为:1:50,求伺服电机的扭矩?
答案:100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M
五、减速机扭矩计算公式
1、速比
速比=电机输出转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比")
2、知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式:
减速机扭矩=9550×电机功率p÷电机功率输入转数n1×速比i×使用系数u
3、知道扭矩和减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式:
电机功率=扭矩T÷9550×电机功率输入转数n1÷速比i÷使用系数u。
电机扭矩计算方法
电机扭矩计算方法(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除电机转速和扭矩(转矩)计算公式含义: 1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿含义:9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为了9.8N。
转速公式:n=60f/P(n=转速,f=电源频率,P=磁极对数)扭矩公式:T=9550P/nT是扭矩,单位N·m P是输出功率,单位KW n是电机转速,单位r/min扭矩公式:T=973P/n T是扭矩,单位Kg·m P是输出功率,单位KW n是电机转速,单位r/min形象的比喻:功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能有人说:起步靠扭矩,加速靠功率,也有人说:功率大代表极速高,扭矩大代表加速好,其实这些都是片面的错误解释,其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力,所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」,因为以讹传讹的结果,大家都说成「扭力」,也就从此流传下来,为导正视听,我们以下皆称为「扭矩」。
扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了,定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」,公制单位为牛顿-米(N-m),除以重力加速度9.8m/sec2之后,单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。
英制单位则为磅-尺(lb-ft),在美国的车型录上较为常见,若要转换成公制,只要将lb-ft的数字除以7.22即可。
汽车驱动力的计算方式:将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率-扭矩输出曲线图可发现,在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值,这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢答案很简单,就是「除以一个长度」,便可获得「力」的数据。
举例而言,一部1.6升的发动机大约可发挥15.0kg-m的最大扭矩,此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎,半径约为41公分,则经由车轮所发挥的推进力量为15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位,而是重量的单位,须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。
4极电机扭矩算法
电机扭矩的计算公式为:T=9500*P/n,其中T表示扭矩(Nm,牛米),P表示功率(kW,千瓦),n表示转速(rpm,转/分)。
对于减速机扭矩,如果知道电机功率和速比及使用系数,可以使用以下公式计算:减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数。
如果知道扭矩和减速机输出及使用系数,可以使用以下公式求出减速机所需配电机功率:电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数。
另外,还可以通过其他方式来计算4极电机的扭矩。
以上内容仅供参考,如需更准确的信息,建议查阅电机相关书籍或咨询专业人士。
电机转速和扭矩(转矩)计算公式
电机转速和扭矩(转矩)公式1、电机有个共同的公式,P=MN/9550P为额定功率,M为额定力矩,N为额定转速,所以请确认电机功率和额定转速就可以得出额定力矩大小。
注意P的单位是KW,N的单位是R/MIN(RPM),M的单位是NM2、扭矩和力矩完全是一个概念,是力和力臂长度的乘积,单位NM(牛顿米) 比如一个马达输出扭矩10NM,在离输出轴1M的地方(力臂长度1M),可以得到10N的力;如果在离输出轴10M的地方(力臂长度10M),只能得到1N的力含义:1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。
含义:9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。
转速公式:n=60f/P(n=转速,f=电源频率,P=磁极对数)扭矩公式:T=9550P/nT是扭矩,单位N·mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min扭矩公式:T=973P/nT是扭矩,单位Kg·mP是输出功率,单位KWn是电机转速,单位r/min力矩、转矩和扭矩在电机中其实是一样的。
一般在同一篇文章或同一本书,上述三个名词只采用一个,很少见到同时采用两个或以上的。
虽然这三个词运用的场合有所区别,但在电机中都是指电机中转子绕组产生的可以用来带动机械负载的驱动“矩”。
所谓“矩”是指作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积。
对于杠杆,作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积就称为力矩。
对于转动的物体,若将转轴中心看成支点,在转动的物体圆周上的作用力和转轴中心与作用力方向垂直的距离的乘积就称为转矩。
当圆柱形物体,受力而未转动,该物体受力后只存在因扭力而发生的弹性变形,此时的转矩就称为扭矩。
因此,在运行的电机中严格说来只能称为“转矩”。
采用“力矩”或“扭矩”都不太合适。
不过习惯上这三种名称使用的历史都较长至少也有六七十年了,因此也没有人刻意去更正它。
至于力矩、转矩和扭矩的单位一般有两种,就是千克·米(kg·m)和牛顿·米(N·m) 两种,克·米(g·m)只是千克·米(kg·m)千分之一。
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电机转速和扭矩(转矩)计算公式
含义:1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿
含义:9.8N·m推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。
转速公式:n=60f/P (n=转速,f=电源频率,P=磁极对数)
扭矩公式:T=9550P/n
T是扭矩,单位N·m P是输出功率,单位KW;n是电机转速,单位r/min
扭矩公式:
T=973P/n T是扭矩,单位Kg·m;P是输出功率,单位KW;n是电机转速,单位r/min
形象的比喻:
功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能?有人说:起步靠扭矩,加速靠功率,也有人说:功率大代表极速高,扭矩大代表加速好,其实这些都是片面的错误解释,其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力,所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」,因为以讹传讹的结果,大家都说成「扭力」,也就从此流传下来,为导正视听,我们以下皆称为「扭矩」。
扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说
明过了,定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」,公制单位为牛顿.米(N.m),除以重力加速度9.8m/sec2之后,单位可换算成国人熟悉的公斤.米(kg.m)。
英制单位则为磅.呎(lb.ft),在美国的车型录上较为常见,若要转换成公制,只要将lb.ft的数字除以7.22即可。
汽车驱动力的计算方式:将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率-扭矩输出曲线图可发现,在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值,这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢?答案很简单,就是「除以一个长度」,便可获得「力」的数据。
举例而言,一部1.6升的发动机大约可发挥15.0kg.m的最大扭矩,此时若直接连上185/60R14尺寸的轮胎,半径约为41公分,则经由车轮所发挥的推进力量为
15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位,而是重量的单位,须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。
36公斤的力量怎么推动一吨的车重呢?而且动辄数千转的发动机转速更不可能恰好成为轮胎转速,否则车子不就飞起来了?幸好聪明的人类发明了「齿轮」,利用不同大小的齿轮相连搭配,可以将旋转的速度降低,同时将扭矩放大。
由于齿轮的圆周比就是半径比,因此从小齿轮传递动力至大齿轮时,转动的速度降低的比率以及扭矩放大的倍数,都恰好等于两齿轮的齿数比例,这个比例就是所谓的「齿轮比」。
举例说明,以小齿轮带动大齿轮,假设小齿轮的齿数为15齿,大齿轮的齿数为45齿。
当小齿轮以3000rpm的转速旋转,而扭矩为
20kg.m时,传递至大齿轮的转速便降低了1/3,变成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成为60kg.m。
这就是发动机扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理。
在汽车上,发动机输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大,第一次由变速箱的档位作用而产生,第二次则导因于最终齿轮比(或称最终传动比)。
扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。
举例来说,手排的一档齿轮比为3.250,最终齿轮比为4.058,而发动机的最大扭矩为14.6kgm/5500rpm,于是我们可以算出第一档的最大扭矩经过放大后为14.6×3.250×4.058=192.55kgm,比原发动机放大了13倍。
此时再除以轮胎半径约0.41m,即可获得推力约为470公斤。
然而上述的数值并不是实际的推力,毕竟机械传输的过程中必定有磨耗损失,因此必须将机械效率的因素考虑在内。