什么是扭矩?
扭矩在物理學(xué)中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘積,國(guó)際單位是牛米Nm,此外我們還可以看見(jiàn)kgm、lb-ft這樣的扭矩單位,由于G=mg,當(dāng)g=9.8的時(shí)候,1kg的重量為9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人們?nèi)粘1磉_(dá)里,扭矩常常被稱為扭力(在物理學(xué)中這是2個(gè)不同的概念)。
現(xiàn)在我們舉個(gè)例子:8代Civic1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300轉(zhuǎn)/分時(shí)的輸出扭矩為173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1噸多的汽車(chē)跑起來(lái)呢?其實(shí)引擎發(fā)出的扭矩要經(jīng)過(guò)放大(代價(jià)就是同時(shí)將轉(zhuǎn)速降低)這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。
引擎釋放出的扭力先經(jīng)過(guò)變速箱作“可調(diào)”的扭矩放大(或在超比擋時(shí)縮?。┰賯鞯浇K傳(尾牙)里作進(jìn)一步的放大(同時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低),最后通過(guò)輪胎將驅(qū)動(dòng)力釋放出來(lái)。如某車(chē)的1擋齒比(齒輪的齒數(shù)比,本質(zhì)就是齒輪的半徑比)是3,尾牙為4,輪胎半徑為0.3米,原扭矩是200Nm的話,最后在輪軸的扭力就變成200×3×4=2400Nm(設(shè)傳動(dòng)效率為100%)在除以輪胎半徑0.3米后,輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N的驅(qū)動(dòng)力,這就足以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)了。
若論及機(jī)械效率,每經(jīng)過(guò)一個(gè)齒輪傳輸,都會(huì)產(chǎn)生一次動(dòng)力損耗,手動(dòng)變速箱的機(jī)械效率約在95%左右,自排變速箱較慘,約剩88%左右,而傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)效率約為98%。整體而言,汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力可由下列公式計(jì)算:
補(bǔ)充一點(diǎn):為什么引擎的功率能由扭矩計(jì)算出來(lái)呢?
我們知道,功率P=功W÷時(shí)間t 功W=力F×距離s所以,P=F×s/t=F×速度v
這里的v是線速度,而在引擎里,曲軸的線速度=曲軸的角速度ω×曲軸半徑r,代入上式得:功率P=力F×半徑r×角速度ω ; 而力F×半徑r=扭矩
得出:功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能從扭矩和轉(zhuǎn)速中算出來(lái)
角速度的單位是弧度/秒,在弧度制中一個(gè)派代表180度
扭矩的計(jì)算方法
扭矩=9550×電機(jī)功率÷電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)×速比×使用系數(shù)
現(xiàn)在我們舉個(gè)例子:8代Civic1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300轉(zhuǎn)/分時(shí)的輸出扭矩為173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1噸多的汽車(chē)跑起來(lái)呢?其實(shí)引擎發(fā)出的扭矩要經(jīng)過(guò)放大(代價(jià)就是同時(shí)將轉(zhuǎn)速降低)這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。
引擎釋放出的扭力先經(jīng)過(guò)變速箱作“可調(diào)”的扭矩放大(或在超比擋時(shí)縮?。┰賯鞯浇K傳(尾牙)里作進(jìn)一步的放大(同時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低),最后通過(guò)輪胎將驅(qū)動(dòng)力釋放出來(lái)。如某車(chē)的1擋齒比(齒輪的齒數(shù)比,本質(zhì)就是齒輪的半徑比)是3,尾牙為4,輪胎半徑為0.3米,原扭矩是200Nm的話,最后在輪軸的扭力就變成200×3×4=2400Nm(設(shè)傳動(dòng)效率為100%)在除以輪胎半徑0.3米后,輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N的驅(qū)動(dòng)力,這就足以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)了。
扭矩的計(jì)算方法
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