扭矩与功率转速计算公式 扭矩和转速的关系

网友们在了解发动机参数时，最常接触的三个数据就是功率、扭矩以及转速。大家总会认为功率与扭矩越大，发动机性能就越好，实际上这种说法是比较片面的。今天我们就来聊聊他们三者的关系，了解完之后你就可以更全面地去分析发动机的性能。

功率、扭矩及转速的概念

功率的物理定义是物体在单位时间内所做的功的多少。对于内燃机而言，我们可以把它理解为燃料在单位时间内所产生能量的多少。因此，功率仅仅是一个描述做工快慢的物理量，功率越高，单位时间内产生的能量就越多，往往汽车的最高速度也越高。

在发动机上，转速的定义是单位时间内曲轴所转的圈数，它和车速有着直接的关系。转速需要经过变速器和主减速器等整个传动系统的减速增扭之后，最终再体现在车轮上。因此，发动机与车轮的转速之比就是整个传动系统的终传比。

扭矩在大家印象中应该是最抽象的一个参数，它在发动机上的定义是指曲轴端输出的力矩，力矩的大小决定汽车的加速度。因此，扭矩是衡量发动机加速能力的物理量。扭矩和普通直线方向上的力不一样，它是曲轴旋转所产生的力，我们可以理解为旋转的力矩，所以需要加上一个旋转力臂的长度来表示。

简单举个例子，假如发动机的输出扭矩为245Nm，那么在曲轴中心加上一条长度为1米的力臂，力臂的端点所产生的力的大小就是245N。

功率=n×扭矩×转速

了解完三者的具体概念之后，我们再来看看三者之间的关系。从它们的转化公式可以看出，n是一个常数，那么扭矩和转速是成反比例关系。这也很好地解释了为什么当扭矩到达峰值时，继续拉高转速它会骤然下降。

发动机扭矩骤然下降并不代表轮上扭矩也跟着急速下降，整个传动系统是遵循能量守恒定律的，变速箱和减速器会根据情况来匹配适合的扭矩和转速来输出到车轮，最后再转化为速度和加速度。

在实际驾驶过程中，转速和扭矩会在传动系统内不断地相互转化。因此，我们在不同的路况下，即时保持同样的转速也很难开除同一个速度，正是因为路况对扭矩的需求不同。

缸径行程比的概念

缸径行程比是发动机的缸径与活塞行程之间的比值，它的大小决定了发动机的扭矩功率取向。

早年的美国车由于车身比较笨重，对扭矩的需求非常高。再加上那个年代的美国车都喜欢采用推杆式底置凸轮轴（OHV），这种设计的弊端是需要一根很长的顶杆去推动顶部的气门，推杆的长度减弱了它本身的刚性，无法承受较高转速所带来的运转频率。所以他们的发动机都是比较偏向于小缸径，长行程的设计。

再来看看一个比较极端的反例。当年F1的3.0升V10发动机被压榨出八百多匹马力，它的秘诀就在于采用了大缸径，短行程的设计，发动机最高转速被提到了一万八千多转。发动机转速越高，单位时间内做工的速度就越快，进而它的功率也越大。

我们平时会发现，柴油机的转速要比汽油机的低得多，所以同排量情况下，汽油机的功率要比柴油高，但柴油机的扭矩要比汽油机高。其主要的原因是燃料的燃烧特性不一样，柴油的燃烧速度相对汽油要慢，它需要更长的时间来释放能量，导致它的做功速度会比较慢，进而功率也比较低。因此，柴油发动机普遍采用小缸径，长行程的设计。

途哥总结

功率、转速和扭矩在整个传功系统里面是遵循能量守恒定律的。当发动机输出的功率固定时，那么本身的转速和扭矩也就固定了，最终在轮上转速和扭矩是经过传动系统的转化得来的，这个传动过程里面也包括一些能量的损失。

文丨师爷

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