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扭矩怎么計算,科普一下輪端扭矩

云知道科普

汽車的發(fā)動機扭矩是如何計算出來的？
【扭矩怎么計算,科普一下輪端扭矩】

扭矩怎么計算,科普一下輪端扭矩


我是“旋轉(zhuǎn)的方向盤”，歡迎關(guān)注！發(fā)動機扭矩計算離不了高中的物理公式所以建議提前做好心里準備 。我們知道扭矩是發(fā)動機性能參數(shù)的重要指標之一，它是發(fā)動機做功轉(zhuǎn)化的旋轉(zhuǎn)力矩從而輸出到變速機構(gòu)，可以說它在很大程度上決定了一款發(fā)動機性能基礎(chǔ)的相對優(yōu)劣性 。雖然依據(jù)公式并根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)特性我們可以粗略估算發(fā)動機某一時刻的瞬時扭矩但瞬時扭矩并不代表就是此發(fā)動機的真實扭矩，只能作為一個理想狀態(tài)的理論參考 。
實際情況中發(fā)動機的輸出扭矩并不是通過復(fù)雜的計算而得到，因為四沖程發(fā)動機每一個完整循環(huán)只有一個沖程做功其余三個沖程都是消耗能量的 。因此，在每個沖程下活塞的壓力是不同的，哪怕即便有飛輪的存在發(fā)動機的運行也并不是理想的“勻速且規(guī)律”，當然其扭矩輸出也不是恒定不變的 。所以，都是通過發(fā)動機臺架進行定時測試得到一個平均值 。
扭矩的理論計算方法扭矩：扭矩就是圓周運動時的力矩，可以簡單理解為作用力迫使物體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的一種特殊力矩 。對應(yīng)發(fā)動機曲軸就是燃料燃燒做功產(chǎn)生的壓力驅(qū)使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，最終將旋轉(zhuǎn)的力矩傳遞出去 。物理中：力矩＝力×力臂（直線）而在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下：扭矩（特殊的力矩）＝力×旋轉(zhuǎn)半徑r，因此要想知道發(fā)動機的扭矩那曲軸旋轉(zhuǎn)半徑r必須是已知的（可以測量），我們需要知道作用力的大小即可 。
求力！1.P功率＝W功÷時間t，功率就是單位時間做功多少，同樣適用于發(fā)動機 。2.W功＝F力×距離s，作用力×使物體產(chǎn)生位置的距離就代表作用力做了多少功 。3.把公式2中的W功套入公式1中得：P功率＝F力×距離s/時間t，而s距離/時間t就代表其速度的大小，當然這里的速度指的是曲軸旋轉(zhuǎn)的線速度，所以P功率＝F力×V線速度 。
4.由曲軸線速度V＝曲軸角速度ω×曲軸旋轉(zhuǎn)半徑r5.由3結(jié)論和4公式得出：F力＝P功率/V線速度＝P功率/角速度ω×曲軸旋轉(zhuǎn)半徑r，再套入公式1中得出扭矩T＝P功率/角速度ω，由于角速度是可以測量的所以某一功率下的扭矩就有一個理論計算值 。拓展知識：角速度ω代表的是曲軸旋轉(zhuǎn)角速度（準確的說是曲拐和軸瓦連接中心點），而發(fā)動機的轉(zhuǎn)速也用曲軸旋轉(zhuǎn)頻率表示的所以它們之間是可以相互轉(zhuǎn)換的 。
角速度：單位是弧度/秒，單位時間走的弧度就是角速度；轉(zhuǎn)速：單位為轉(zhuǎn)/分，單位時間旋轉(zhuǎn)幾圈就是轉(zhuǎn)速 。一個圓周是360度就是旋轉(zhuǎn)一圈也就是2π，所以一弧度就是360/2π≈57度 。角速度是弧度/秒而轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)/分，所以角速度要想轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速就是角速度ω×60/2π＝角速度ω×30/π≈角速度ω×0.955 。同理轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為角速度就是轉(zhuǎn)速n×2π/60 。
由上文5公式T扭矩＝P功率/角速度ω得出我們常見的公式：P功率＝T扭矩×角速度ω＝T扭矩×轉(zhuǎn)速n×π/30，P＝T×n×π/30，由于發(fā)動機功率我們以千瓦為單位因此：1000P（1KW）＝T×n×π/30得到P≈T×n/9549發(fā)動機測功機測試扭矩不需要這么多公式一款發(fā)動機的主要性能參數(shù)達到什么樣的標準其實在設(shè)計之初就已經(jīng)定下了，之后的所有研發(fā)和匹配都是以這個設(shè)定標準為依據(jù) 。
所以一款新發(fā)動機的研發(fā)可以長達十年或者更多，車企也不可能隨隨便便拋棄一款研發(fā)多年的發(fā)動機 。說這的意思就是，當發(fā)動機已量產(chǎn)上臺架測試的時候這些參數(shù)其實已經(jīng)確定包含其扭矩輸出值，臺架測試的目的是記錄參數(shù)和廠家提供數(shù)據(jù)進行對比來保證發(fā)動機的數(shù)據(jù)的準確性和運行可靠性 。又或者是廠家針對研發(fā)階段發(fā)動機性能輸出是否如設(shè)計所需的驗證 。

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