发动机扭矩：它是什么以及它如何影响发动机的性能

当我们看到不同品牌在媒体上对其汽车的宣传时，我们可以看到，在技术层面上，他们通常会展示一系列与速度、消耗、加速度有关的数字……总之，一些冷数字也有很大比例的司机永远无法匹敌。 然而，有一个所有司机都喜欢的物理事实，它很少被公开，并且在几年前被赋予了一定的重要性： 标准电机.

不久前，当汽车还没有经历现在的动力升级时， 重复 汽车作为它必须获得速度的能力。 这种流行的肯定，虽然在解释什么是重复是正确的， 了解什么是扭矩 它有点短或相当不准确

什么是扭矩？

发动机扭矩，也称为扭矩，是一种 测量施加在自转轴上的力矩的物理量值 以一定的速度。 应用于汽车世界并以我们都能理解的方式进行解释，它可以定义为 发动机曲轴旋转所需的力 因此，能够将所述运动传递给移动车辆所需的其余机械元件。

这就是我们观察到现实与习惯之间的第一个区别的地方； 当我们提到发动机扭矩来表示车辆的加速能力时，我们并没有真正定义发动机扭矩是什么，我们只是描述了它的一种应用。 之所以如此，是因为发动机的扭矩测量了发动机转动一定转数所需的功率，但没有考虑为修改轴或曲轴的角速度而必须施加的额外功率。

一点物理学来解释扭矩

为了向您解释什么是电机扭矩，避开物理原理，我将解释曲轴的功能和作用在它上的力。

热机产生 动力 在气缸中。 具体来说，它在 燃烧室 燃料-空气混合物爆炸的地方。 正是这种爆炸释放的能量通过将活塞推向与发动机头部相反的方向来产生线性运动。 不同气缸的活塞连接到 曲轴 为了 别拉斯 正是在这些与曲轴的结合中，直线运动转化为 旋转运动.

在这一点上值得一提的是 旋转马达，其中“圆柱体”的圆形腔室直接围绕着一个中心轴，该轴自身旋转，由腔室中产生的爆炸移动，因此在这种情况下， 旋转运动. 在任何情况下，与发动机扭矩相关的物理原理都是相同的。

即使不做过多的研究，为了简化能量转换的想法，也可以说旋转块产生的是扭矩而不是动力。 在这方面不能相信，因为旋转发动机的腔室和转子都不是完全圆形的，并且燃料的点火发生在腔室的一部分中，这与燃料-空气混合物占据其整个体积的传统气缸发动机不同.

回到物理解释， 活塞作用在曲轴上的力不是恒定的 在整个扩张过程中。 这是因为在每个气缸内，最大功率值是在燃料点火时产生的。 伴随着这些最大功率的时刻而来的是最大扭矩的时刻。

气缸中产生最大功率的时刻与施加到曲轴的最大值之间的延迟不容易计算。 这是因为活塞不会进行纯粹的线性运动，而是因为曲轴也不是完全笔直的，所以它们会进行结合了活塞的线性效应和连杆轴承的圆形效应的运动。

然而，这些最大功率和最大扭矩的时刻对于发动机运行中的平稳性的感知是非常重要的。

车辆的气缸越多，每分钟出现最大力的次数就越多 更均匀的将是驾驶员对发动机平稳运行的感知。

这是因为在 2 缸发动机中，曲轴每旋转 360 度就会有一个最大力力矩，在三缸发动机中，每 240 度会发生一次，每 120 度会发生六次，并且很快。 当然，这必须被解释为纯理论，因为今天制造商努力使他们的发动机在运行方面尽可能地平稳。

这个因素 也会影响发动机在怠速时产生更多振动的事实 并且它们也更明显：在每分钟 1.000 转时，最大力的力矩是 2.000 转时的一半。 例如，从每分钟 850 转的平均怠速开始，三缸发动机每秒产生的力矩不到十个力矩，而六缸发动机每秒产生的力矩几乎为 XNUMX 个。

如果我们考虑到“正常”的人，面对持续施加的间歇性力量，更好地识别大于十分之一秒的时间间隔而不是小于十分之一秒的时间间隔，这是普通公众识别振动频率的平庸解释。二缸或三缸电机：因为最大外力矩的间隔大于十分之一秒。

您的电机提供多大的扭矩？

在有关汽车领域的许多出版物中，通常会测量汽车发动机“提供”的扭矩。 根据定义，只要我们理解该对是一个 施加的力 而不是一个 结果的结果. 然而，同样由于作用-反作用的物理原理，当一个力矩施加到一个自转的轴上时，另一个力矩会自动产生，其强度和方向与原来的方向相同，但方向相反（特塞拉·莱·德·牛顿).

如何计算电机扭矩 - 电机负载

可以测量电机扭矩，但其计算极其复杂，对于凡人来说几乎是不可能的，因此将其留给能够处理现代机器和非常复杂的计算机程序的专业人员更容易，尽管乍一看我们只看到一个滚轮组。

从其定义如下，在内燃机中 扭矩是一个变量 这取决于汽缸室产生的功率和发动机在该特定时刻转动的转数，因此其值可以通过公式 P = T · ω 计算，其中 P 是以瓦特或瓦特表示的功率, T 是以牛顿米表示的扭矩，ω 是以弧度每秒表示的径向旋转速度。

但是，还有其他影响理论值的因素可以从公式的直接应用中获得，例如 发动机内部摩擦. 这些内部摩擦意味着电机获得的一部分功率不能用于外部，而是在电机的同一运动过程中“损失”，通常以热量的形式。 请记住 能量既不被创造也不被创造或毁灭，它只是转化.

也有 外部因素 这可能会影响发动机产生的功率，即使在内部可比较的情况下也是如此。 例如，同一台发动机以每分钟 2.000 转的恒定速度转动时，在平坦的道路上行驶时会比下山时产生更多的动力。 尽管转数是恒定的，因此曲轴的角速度也是恒定的，但在每个时刻产生的不同功率值也会转化为施加到曲轴上的不同扭矩值。

你们中的许多人会想知道这是怎么回事，解释很简单。 众所周知，机芯是由点火器产生的 化学计量混合物 气缸室中的燃料-空气，如果需要较少的功率，解决方案是喷射燃料更稀且空气更丰富的混合物。 这也是为什么我们车上的电脑在我们降低一个端口时会标出更低甚至为零的瞬时消耗的原因。

所有这些修改操作的参数和机制的理论结果被称为 发动机负荷，它可以定义为电机为克服阻碍其运动的阻力而必须产生的扭矩量。

正如我们所见，发动机负载既取决于发动机的内部原因，例如其不同运动部件的摩擦，也取决于外部因素，例如轮胎的摩擦或汽车自身的空气动力学。 我给出了这两个完全在车辆力学之外的例子，因为在这两种情况下，它们都会产生与车辆运动相反且不断变化的力，这也会对车辆的运动产生影响。 电机负载值 也将是一个参数 不断变化.

发动机负载也会以一种所有驾驶员都欣赏的非常清晰的方式驾驶时影响我们。 如果我们继续以恒定速度和恒定发动机转速行驶的车辆的相同示例，为什么汽车在上坡路段比在下坡路段更难获得速度？ 好吧，由于电机负载的变化。

再次进入一个理论世界，当一辆汽车在平坦的道路上匀速行驶时，它有两个外力反对它的运动： 空气动力学和阻力. 当车辆在上升段开始循环时，如果我们保持速度不变，我们可以认为与运动相反的气动力保持不变，但摩擦力在某种意义上被修改为重力，此时当车辆开始上升时，会有一部分摩擦力将汽车向后“拉”。

如果我们想旋转非常精细，我们也可以发挥作用 动能和势能. 动能取决于车辆的质量和速度，而势能取决于质量和高度。 随着高度的增加，根据能量守恒定律，动能会转化为势能。

在这种情况下 上坡路，通过添加一组反对运动的外力，我们可以说电机负载增加，因此电机的“可用”扭矩量减少，可以观察到几种情况：

• 如果我们要 保持电机的恒定旋转 我们必须通过更用力地踩油门来要求更多的动力，以便将更丰富的燃料混合物注入气缸室。
• 如果道路的倾斜度增加，则可能是车辆开始转向的时间 失去速度. 这是因为电机负载（与运动相反的力）大于电机中能够产生的扭矩（对运动的正向力）。

• 通过停留 恒定功率和扭矩，并且增加发动机负载，可用于提高车速的功率将减少，因为加速度与施加的力成正比：功率越小意味着加速功率越小。

发动机扭矩和变速箱

然而，物理学也能够改变物体承受不同力的行为，以我们汽车的发动机曲轴为例，可以说它能够 将从气缸接收到的扭矩发送到其他部件 车辆，例如变速箱。

扭矩通过输入轴以旋转运动的形式从发动机传递到变速箱。 这就是为什么当制造商谈论其变更目录时，它总是谈论扭矩限制而不是功率。 变速箱内部有一个 从扭矩到切向力再回到扭矩的转换。 怎么样？

变速箱内部有许多 齿轮 只需通过牙齿相互啮合即可将运动传递给彼此。 这些齿冠，指的是变速器的齿轮数量，具有不同的尺寸或“齿轮比”，这就是为什么有时可以读到变速器有 x 速或 x 速比的原因； 是一样的。

在任何情况下，这种不同尺寸的齿圈也是改变输入和输出扭矩的原因。 能量守恒的物理原理：当两个轮子啮合时（理论上）它们会节省能量，因此扭矩乘以角速度的乘积必须保持恒定。

解释影响扭矩的基本原理，低速比高速齿轮有更大的链轮，它的物理逻辑通过一个例子很容易理解，因为它是所有驾驶员都能感知和知道的。利用，所以我们继续同一辆车以每分钟 2.000 转的速度循环，产生恒定的功率和扭矩。

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循环在 一档，输入输入轴以给定的角速度扭转变速箱，但处于齿轮状态。 较大的齿圈 它将以低于输入轴的速度旋转。 由于齿轮中的功率保持恒定， 随着旋转角速度的降低，扭矩增加。.

另一方面，如果我们在最高档位循环，而冠齿轮甚至比主输入轴的冠齿轮还小，则会发生相反的情况：最高档的冠齿轮将以更高的速度旋转，因此输出扭矩会降低。。

面对缸体有效性和发动机负载的理论恒定性，扭矩的这种变化是导致汽车加速时可以观察到的不同行为的原因。 因为大家都知道，匀速行驶，即使发动机产生的功率和扭矩是一样的，低档比长档更容易提高发动机转速。

原因是 在较高的档位中，较少的扭矩到达驱动轮. 原因是在相同的转速下，齿轮越高，轮胎旋转得越快。 这就是为什么有时我们可以在一档以每分钟 1.500 转的速度爬上一个相当陡峭的斜坡，而在其他时候，在 5 档或 6 档行驶时，即使我们以更高的速度行驶，最轻微的坡度也会使我们降低一个档位以免失去速度革命政权。

从逻辑上讲，我们再次处于理论世界，因为在实践中，随着速度的增加，趋于使汽车减速的空气动力也会增加， 能量损失 例如，由于轮胎的热量更大......简而言之，一系列外部因素会产生与运动相反的力，值得您对它们听起来有点熟悉，以更好地了解发动机扭矩。

电动机的扭矩

与转子发动机一样， 电动机 直接生成 旋转运动 因此，扭矩而不是功率被理解为这样。 这是因为电动机的工作原理是基于 磁学基本原理 即同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。

La 电动机的构造基础，粗略地解释为是一个磁化的圆柱体，由于外圆柱体的负载不断变化，转子会自行旋转。 最基本的例子是指南针：如果不碰它，它会指向地球的磁北，但是如果我们把磁铁拉近一点，让它绕着指南针做圆周运动，它的指针就会自己旋转以我们移动磁铁的速度。

在质量方面存在基本差异 获得的对: es CASI 常数. 在热力发动机中，扭矩值可能会根据块旋转的转数而变化，而在电动机中，扭矩是 CASI 持续的。 这是由于这些的基本工作原理 发动机类型 和今天应用的技术。

正如我所提到的，电动机转子的旋转是由于 连续定子偏压 变成一个小磁场 能够转动转子 通过交替的吸引力和排斥力，并且在这一点上，当前的技术进步允许转子中产生的重力具有几乎恒定的最大扭矩。

电机扭矩对比热电机扭矩

我评论说这对是 CASI 恒定的一个非常具体的细节，并以某种方式解释了电动汽车在高速公路或双车道上的局限性，以及它们在城市交通中的优势。 与热机不同，电动机产生 转弯开始时的电机扭矩 他们保持恒定，直到达到最大功率水平，此时扭矩值下降。 举个例子， 宝马i3 提供最大功率 170cv 和最大扭矩 250牛米，但让我们看看它是如何分布的：

• BMW i3 的电动机提供 250Nm 的恒定扭矩，从几乎 0 发动机转数到大约 4.500 发动机转数每分钟。
• 在从 0 到 4.500 转每分钟的时间间隔内，功率从 0 增加到 170 马力 (127kw)。
• 从每分钟 4.500 转开始，扭矩和功率都开始下降。
• BMW i8.000 的发动机以每分钟 3 转的速度提供大约 150 马力和 125Nm 的扭矩。

可以从这些数字中得到什么解读？ 嗯，以宝马i3发动机为例，可以说是搭载了非常爽快的发动机，转速高达4.500转，这使得这款车 加速非常快 在低速。 事实上，它从静止加速到 100 公里/小时仅需 7 秒，这让它可以挑战自己与 宝马120i.

然而， 从 4.500 转 功率和扭矩都开始下降，并对加速能力和消耗产生负面影响，与批准的数字相比可能翻倍。 这也是为什么很多电动车都有 “ECO”模式 这将其最高速度限制为 90 或 100 公里/小时，就像宝马 120i 这样的汽车可以通过保持速度恒定来获得非常低的消耗。

顺便说一句，配备电动机的汽车还有另一个非常引人注目和有趣的优势：它们显示 对运动驾驶或城市交通不太敏感 并且能源消耗的增加并不像在具有同等热力发动机的车辆中那样明显。 那是因为通过提供如此高且相对恒定的扭矩，可以说电机具有 更容易提高电机的转速 或者需要较少增加扭矩来增加其旋转速度。

汽油扭矩对比柴油扭矩对比增压扭矩

在本节中，不建议花太长时间，因为汽油驱动的块和柴油驱动的块获得的扭矩之间的差异是由于 特殊的结构特点 彼此和 释放的能量 通过点燃各自的燃料。

如果我们对这些数据进行经典解读，可以理解为注入注入的大气块之间的比较，或者或多或少地跳跃到 80年，与柴油发动机相比，柴油发动机提供更大的扭矩和更低的转速 汽油块，但在今天看来，它的实力水平甚至可能是荒谬的。

在这方面，我们可以记住文章开头我解释说，车辆的理论功率与扭矩和旋转角速度成正比。 大气汽油车具有 实际使用边际 大约在每分钟 1.000 到 5.500 转之间，大气柴油在每分钟 1.000 到 4.000 转之间。 在现实世界中， 实际使用余量 汽油发动机的转速范围在每分钟 2.000 到 4.000 转之间，柴油发动机的转速在 1.500 到 3.000 转之间。

如果我们让其中一个变量保持不变，例如以每分钟 2.000 转的速度转动，我们将在柴油发动机中获得更少的动力，但同时它会为我们提供更大的扭矩。 这是关于什么的？ 嗯，很简单，发动机扭矩是由活塞根据气缸室内燃料的点火进行线性运动而产生的，并且根据汽油或柴油的燃烧产生的功率不同。 然而，机械解释对这两种情况都有效。

电子和增压

直到今天，我刚刚向您解释的内容仍然是最怀旧的记忆。 事实上，你们中的许多人会注意到，有时制造商会提供带有 从同一发动机缸体中提取的不同扭矩和功率数据. 甚至是具有 “ECO”模式 能够通过简单地按下按钮来修改这些数字，例如，使用 菲亚特 Panda Cross TwinAir：在正常模式下，它提供 90cv 和 145Nm，在“ECO”模式下，它保持在 78cv 和 100Nm。

这是因为 技术进步 尤其是应用于汽车领域的所有电子产品。 今天，我们不再对多气门头车辆、具有相同压缩比的柴油和汽油发动机甚至可变压缩发动机的车辆的变相器感到惊讶，但如果有什么东西代表着在这方面迈出了一大步车辆的扭矩和功率的数字是 过度喂食.

尽管它的机械解释可能变得非常复杂，但 过度喂养的基础知识 很简单：增加气缸腔内的压力以增加燃料点火时产生的力，这使得 活塞 以更大的力下降，因此更多的扭矩到达曲轴。

正如预期的那样，它的机械实现有点复杂，需要对其在汽车引擎盖内的正确位置、新的进气和排气歧管、活塞、连杆、曲轴中的特定加强件进行大量研究……但基本原理是增加气缸室内的压力，这就是将其与发动机扭矩联系起来的重要因素。

增压可以通过发动机的旋转或废气的压力直接驱动。 如今，电子产品也达到了超级充电和新的 奥迪SQ7 TDI 已首播 市场上第一台电动涡轮增压器 结果再壮观不过了： 435cv 恒定在每分钟 3.750 到 5.000 转之间，并且 900牛米 恒定在每分钟 1.000 到 3.250 转之间。

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昨天和今天的扭矩

直到几年前，只有知识渊博的人知道方形气缸（直径=冲程）的汽车是最平衡的驾驶，如果冲程小于直径，它将是一辆动力强劲但扭矩值适中的汽车并且如果冲程大于直径，它将正好相反，更安静且扭矩更大。

现在大部分电机属于 模块化家庭，这允许制造商以相对容易和最小的变化提供具有更多或更少气缸和汽油或柴油的缸体，扭矩和功率的变化是由制造商想要使用的不同技术和电子应用的使用和组合给出的。

尽管我在本文中已经解释了所有这些，但现实在各个方面都超越了理论。 在目前的市场上，我们可以找到功率相当于八台发动机之一的六缸发动机，三缸发动机与其他类似容量的四缸发动机甚至与汽油发动机具有相同压缩比的柴油发动机一样平稳或更多，并且是今天一切皆有可能。

La 根本原因 这篇文章的目的是以一种可以理解的方式解释什么是发动机扭矩或扭矩，您能够认识到它如何影响日常驾驶，并且您意识到汽车的动力，如果它与发动机扭矩无关，它不是其行为的一个非常指示性的值。 我希望我成功了。