扭矩计算公式和单位

扭矩计算公式和单位

０９－０２－１８　０１：２４ 发表于：《南京哈飞汽车之友论坛》　分类：未分类　

扭矩：扭矩是使物体发生转动的力。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。　

扭矩和功率一样，是汽车发动机的主要指数之一，它反映在汽车性能上，包括加速度、爬坡能力以及悬挂等。

它的准确定义是：活塞在汽缸里的往复运动，往复一次做有一定的功，它的单位是牛顿。在每个单位距离所做的功就是扭矩了。是这样的，扭矩是衡量一个汽车发动机好坏的重要标准，一辆车扭矩的大小与发动机的功率成正比。举个通俗的例子，比如，像人的身体在运动时一样，功率就像

是身体的耐久度，而扭矩是身体的爆发力。对于家用轿车而言，扭矩越大加速性越好；对于越野车，扭矩越大其爬坡度越大；对于货车而言，扭矩

越大车拉的重量越大。在排量相同的情况下，扭矩越大说明发动机越好。

在开车的时候就会感觉车子随心所欲，想加速就可加速，“贴背感”很好。

现在评价一款车有一个重要数据，就是该车在０－１００公里／小时的加速

时间。而这个加速时间就取决于汽车发动机的扭矩。　

一般来讲，扭矩的最高指数在汽车２０００－４０００／分的转速下能够达

到，就说明这款车的发动机工艺较好，力量也好。有些汽车在５０００／分

的转速左右才达到该车扭矩的最高指数，这说明“力量”就不是此车所

长。　

扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Ｎｍ，此外我们还可以看见ｋｇｍ、ｌｂ－ｆｔ这样的扭矩单位，由于Ｇ＝ｍｇ，当ｇ＝９．８的时候，１ｋｇ＝９．８Ｎ，所以１ｋｇｍ＝９．８Ｎｍ，而磅尺ｌｂ－ｆｔ则是英

制的扭矩单位，１ｌｂ＝０．４５３６ｋｇ；１ｆｔ＝０．３０４８ｍ，可以算出１ｌｂ－ｆｔ＝

０．１３８２６ｋｇｍ。在人们日常表达里，扭矩常常被称为扭力（在物理学中这是２个不同的概念）。现在我们举个例子：８代Ｃｉｖｉｃ　１．８的扭矩为

１７３．５Ｎｍ＠４３００ｒｐｍ，表示引擎在４３００转／分时的输出扭矩为１７３．５Ｎｍ，那

１７３．５Ｎ的力量怎么能使１吨多的汽车跑起来呢？其实引擎发出的扭矩要

经过放大（代价就是同时将转速降低）这就要靠变速箱、终传和轮胎了。

引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大（或在超比挡时缩小）再传到终传（尾牙）里作进一步的放大（同时转速进一步降低），最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某车的１挡齿比（齿轮的齿数比，本质就是齿轮的半径比）是３，尾牙为４，轮胎半径为０．３米，原扭矩是２００Ｎｍ

的话，最后在轮轴的扭力就变成２００×３×４＝２４００Ｎｍ（设传动效率为１００％）在除以轮胎半径０．３米后，轮胎与地面摩擦的部分就有２４００Ｎｍ／０．３ｍ＝

８０００Ｎ的驱动力，这就足以驱动汽车了。

若论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手动变速箱的机械效率约在９５％左右，自排变速箱较惨，约剩８８％左右，而

传动轴的万向节效率约为９８％。整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计

算：

扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率

驱动力＝　————————————————————

轮胎半径（单位：米）

小结：１ｋｇｍ＝９．８Ｎｍ　１ｌｂ－ｆｔ＝０．１３８２６ｋｇｍ　１ｌｂ－ｆｔ＝１．３５５Ｎｍ

一般来说，在排量一定的情况下，缸径小，行程长的汽缸较注重扭矩的发挥，转速都不会太高，适用于需要大载荷的车辆。而缸径大，行程短的汽缸较注重功率的输出，转速通常较高，适用于快跑的车辆。简单来说：功率正比于　扭矩×转速

补充一点：为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢？

我们知道，功率Ｐ＝功Ｗ÷时间ｔ　功Ｗ＝力Ｆ×距离ｓ　所以，Ｐ＝Ｆ×ｓ／ｔ

＝Ｆ×速度ｖ

这里的ｖ是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度＝曲轴的角速度ω×曲

轴半径ｒ，代入上式得：功率Ｐ＝力Ｆ×半径ｒ×角速度ω　；　而　力Ｆ×

半径ｒ＝扭矩

得出：功率Ｐ＝扭矩×角速度ω　所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出

来

角速度的单位是弧度／秒，在弧度制中一个派代表１８０度、“扭矩”

和“功率”是表征发动机动力性能的重要指标。　

发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩，用Ｔｅ表示，单位为Ｎ．ｍ。有效扭矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效率，用Ｐｅ表示，单位为ｋＷ。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。

发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，即用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后运用以下的公式便可计算出发动机的有效功率。 Ｐｅ＝Ｔｅ．（２∏．ｎ／６０）／１０００＝Ｔｅ．ｎ／９５５０（ｋＷ）

其中：Ｔｅ——有效转矩，Ｎ．ｍ　ｎ——发动机转速，ｒ／ｍｉｎ

有效扭矩的最大值称为最大转矩，有效功率的最大值称为最大功率。 报刊上在介绍某一车型时，其技术参数中的扭矩和功率通常就是最大扭矩和最大功率。而发动机铭牌上标明的功率及相应转速则称为额定功率和额定转速，额定功率一般要小于最大功率，按照汽车发动机可靠性试验方法的规定，汽车发动机应能在额定工况下能连续运行３００—１０００ｈ。

关于扭矩和功率的含义，通俗一点讲，扭矩好比百米赛跑选手在起跑点蹲撑，蓄势待发，准备冲向前那一刹那的冲劲；而功率就是维持这股劲可以越跑越快，一直跑到终点的能力。增大发动机的排量，就能提高Ｔｅ

和Ｐｅ。为了增大发动机排量，可增加气缸数（如３缸变４缸），或者增加单位气缸的容积（如增大气缸内径）。　

角速度乘以转矩就是功率

P=T×W

P (kW)：功率

(1/s)：角速度，也叫“弧速度”，前面那个1，是弧度1，对应角度为180/p=57.3°。

n (r/min)：工程转速

T (Nm)：扭矩

弧速度与转速的关系：

=2p*n/60=p×n/30

T=1000P/?=1000*30/p/n=9550P/n，那个1000是将kW化为W。

在工程师的口中，言角度即言弧度，1 rad = 57.3°，1° = .01745 rad。