如何测量您的汽车的扭矩（扭矩）

扭矩与马力成正比，并因车辆及其特性而异。 车轮尺寸和齿轮比会影响扭矩。

无论您是购买新车还是在车库中建造改装车，在确定发动机性能时有两个因素会发挥作用：马力和扭矩。 如果您像大多数自己动手的机械师或汽车爱好者一样，您可能对马力和扭矩之间的关系有很好的理解，但您可能会发现很难理解这些“英尺磅”数字是如何实现的。 信不信由你，其实并没有那么难。

在我们进入技术细节之前，让我们分解一些简单的事实和定义，以帮助您理解为什么马力和扭矩都是需要考虑的重要因素。 我们必须首先定义内燃机性能测量的三个要素：速度、扭矩和功率。

第 1 部分（共 4 部分）：了解发动机转速、扭矩和功率如何影响整体性能

在 Hot Rod 杂志最近的一篇文章中，通过回到功率实际计算的基础知识，终于解开了发动机性能的最大谜团之一。 大多数人认为测功机（发动机测功机）是用来测量发动机马力的。

其实测功机测的不是功率，而是扭矩。 这个扭矩数字乘以它被测量的 RPM，然后除以 5,252 得到功率数字。

50 多年来，用于测量发动机扭矩和 RPM 的测功机根本无法处理这些发动机产生的高功率。 事实上，500 立方英寸的硝基燃烧 He​​mis 上的一个气缸通过一根排气管产生大约 800 磅的推力。

所有发动机，无论是内燃机还是电动发动机，都以不同的速度运行。 在大多数情况下，发动机完成动力冲程或循环的速度越快，它产生的功率就越大。 说到内燃机，影响其整体性能的三个因素是：速度、扭矩和功率。

速度取决于发动机做功的速度。 当我们将电机速度应用于数字或单位时，我们正在以每分钟转数或 RPM 为单位测量电机速度。 发动机所做的“功”是在可测量距离上施加的力。 扭矩被定义为产生旋转的一种特殊功。 当对半径（或者对于内燃机，飞轮）施加力时会发生这种情况，通常以英尺-磅为单位进行测量。

马力是完成工作的速度。 在过去，如果需要移动物体，人们通常会用马来做这件事。 据估计，一匹马的移动速度约为每分钟 33,000 英尺。 这就是“马力”一词的来源。 与速度和扭矩不同，马力可以用多个单位来衡量，包括：1 hp = 746 瓦，1 马力= 2,545 BTU 和 1 马力= 1,055 焦耳。

这三个要素共同作用产生发动机动力。 由于扭矩保持不变，因此速度和功率保持成比例。 但是，随着发动机转速的增加，功率也会增加以保持扭矩恒定。 然而，许多人对扭矩和功率如何影响发动机的速度感到困惑。 简而言之，随着扭矩和功率的增加，发动机的速度也会增加。 反之亦然：随着扭矩和功率的降低，发动机的速度也会降低。

第 2 部分（共 4 部分）：如何设计发动机以获得最大扭矩

现代内燃机可以通过改变连杆的尺寸或长度以及增加缸径或汽缸孔来改进以增加功率或扭矩。 这通常被称为缸径与行程之比。

扭矩以牛顿米为单位测量。 简单地说，这意味着扭矩是在 360 度圆周运动中测量的。 我们的示例使用两个具有相同孔径（或燃烧缸直径）的相同发动机。 但是，两个发动机中的一个具有更长的“冲程”（或更长的连杆产生的气缸深度）。 冲程较长的发动机在旋转通过燃烧室时具有更线性的运动，并且具有更大的杠杆作用来完成相同的任务。

扭矩以磅-英尺为单位测量，或应用多少“扭矩”来完成任务。 例如，假设您正在尝试松开生锈的螺栓。 假设您有两种不同的管钳，一种长 2 英尺，另一种长 1 英尺。 假设您施加相同的力（在这种情况下为 50 磅压力），您实际上为两英尺扳手 (100 x 50) 施加了 2 英尺磅的扭矩，而只有 50 磅。 使用单腿扳手的扭矩 (1 x 50)。 哪种扳手可以帮助您更轻松地拧下螺栓？ 答案很简单——扭矩更大的那个。

工程师们正在开发一种发动机，可为需要额外“动力”来加速或爬升的车辆提供更高的扭矩马力比。 对于用于牵引或加速至关重要的高性能发动机（例如上面的 NHRA Top Fuel Engine 示例）的重型车辆，您通常会看到更高的扭矩数据。

这就是为什么汽车制造商经常在卡车广告中强调高扭矩发动机的潜力。 还可以通过改变点火正时、调整燃料/空气混合物，甚至在某些情况下增加输出扭矩来增加发动机扭矩。

第 3 部分（共 4 部分）：了解影响电机整体额定扭矩的其他变量

在测量扭矩时，内燃机需要考虑三个独特的变量：

Force Generated at Specific RPM：这是在给定 RPM 下产生的最大发动机功率。 随着发动机加速，存在 RPM 或马力曲线。 随着发动机转速的增加，功率也会增加，直到达到最大水平。

距离：这是连杆行程的长度：行程越长，产生的扭矩越大，如上所述。

扭矩常数：这是分配给所有电机的数学数字，5252 或功率和扭矩平衡的恒定 RPM。 数字 5252 是根据观察得出的，即一马力相当于 150 磅在一分钟内行驶 220 英尺。 为了以英尺-磅的扭矩表示这一点，詹姆斯·瓦特引入了发明第一台蒸汽机的数学公式。

公式如下所示：

假设将 150 磅的力施加到一英尺的半径（或例如内燃机气缸内的一个圆）上，您必须将其转换为扭矩的英尺-磅。

220 fpm 需要外推到 RPM。 为此，将两个 pi 数（或 3.141593）相乘，等于 6.283186 英尺。 取 220 英尺除以 6.28，我们得到每转 35.014 rpm。

以 150 英尺乘以 35.014 得到 5252.1，我们的常数以英尺-磅扭矩计算。

第 4 部分（共 4 部分）：如何计算汽车扭矩

扭矩的公式是：扭矩=发动机功率x 5252，然后除以RPM。

然而，扭矩的问题在于它是在两个不同的地方测量的：直接从发动机到驱动轮。 其他可以增加或减少车轮额定扭矩的机械部件包括：飞轮尺寸、传动比、驱动轴比和轮胎/车轮周长。

要计算车轮扭矩，必须将所有这些元素考虑到一个方程式中，该方程式最好留给动态测试台中包含的计算机程序。 在这种类型的设备上，车辆放在机架上，驱动轮放在一排滚轮旁边。 发动机与读取发动机转速、油耗曲线和传动比的计算机相连。 当汽车在测功机上行驶所需时间时，将这些数字与车轮速度、加速度和 RPM 一起考虑在内。

计算发动机扭矩更容易确定。 通过遵循上面的公式，发动机扭矩与发动机功率和转速成正比的方式变得很清楚，如第一部分所述。 使用此公式，您可以确定 RPM 曲线上每个点的扭矩和马力额定值。 为了计算扭矩，您需要有发动机制造商提供的发动机功率数据。

扭矩计算器

有些人使用 MeasureSpeed.com 提供的在线计算器，它要求您输入最大发动机额定功率（由制造商提供或在专业测功机中填写）和所需的 RPM。

如果您注意到您的发动机性能难以加速，并且没有您认为应有的动力，请让阿夫托·塔基 (AvtoTachki) 的一名认证机械师进行检查以确定问题的根源。