如何測量你的車的扭矩（力矩）
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扭矩與馬力成正比，並因車輛及其特性而異。 車輪尺寸和齒輪比會影響扭矩。
無論您是購買新車還是在車庫中建造改裝車，在確定發動機性能時有兩個因素會發揮作用：馬力和扭矩。 如果您像大多數自己動手的機械師或汽車愛好者一樣，您可能對馬力和扭矩之間的關係有很好的理解，但您可能會發現很難理解這些“英尺磅”數字是如何實現的。 信不信由你，其實並沒有那麼難。
在我們進入技術細節之前，讓我們分解一些簡單的事實和定義，以幫助您理解為什麼馬力和扭矩都是需要考慮的重要因素。 我們必須首先定義內燃機性能測量的三個要素：速度、扭矩和功率。
第 1 部分（共 4 部分）：了解發動機轉速、扭矩和功率如何影響整體性能
在 Hot Rod 雜誌最近的一篇文章中，通過回到功率實際計算的基礎知識，終於解開了發動機性能的最大謎團之一。 大多數人認為測功機（發動機測功機）是用來測量發動機馬力的。
其實測功機測的不是功率，而是扭矩。 這個扭矩數字乘以它被測量的 RPM，然後除以 5,252 得到功率數字。
50 多年來，用於測量發動機扭矩和 RPM 的測功機根本無法處理這些發動機產生的高功率。 事實上，500 立方英寸的硝基燃燒 Hemis 上的一個氣缸通過一根排氣管產生大約 800 磅的推力。
所有發動機，無論是內燃機還是電動發動機，都以不同的速度運行。 在大多數情況下，發動機完成動力衝程或循環的速度越快，它產生的功率就越大。 說到內燃機，影響其整體性能的三個因素是：速度、扭矩和功率。
速度取決於發動機做功的速度。 當我們將電機速度應用於數字或單位時，我們正在以每分鐘轉數或 RPM 為單位測量電機速度。 發動機所做的“功”是在可測量距離上施加的力。 扭矩被定義為產生旋轉的一種特殊功。 當對半徑（或者對於內燃機，飛輪）施加力時會發生這種情況，通常以英尺-磅為單位進行測量。
馬力是完成工作的速度。 在過去，如果需要移動物體，人們通常會用馬來做這件事。 據估計，一匹馬的移動速度約為每分鐘 33,000 英尺。 這就是“馬力”一詞的來源。 與速度和扭矩不同，馬力可以用多個單位來衡量，包括：1 hp = 746 瓦，1 馬力= 2,545 BTU 和 1 馬力= 1,055 焦耳。
這三個要素共同作用產生髮動機動力。 由於扭矩保持不變，因此速度和功率保持成比例。 但是，隨著發動機轉速的增加，功率也會增加以保持扭矩恆定。 然而，許多人對扭矩和功率如何影響發動機的速度感到困惑。 簡而言之，隨著扭矩和功率的增加，發動機的速度也會增加。 反之亦然：隨著扭矩和功率的降低，發動機的速度也會降低。
第 2 部分（共 4 部分）：如何設計發動機以獲得最大扭矩
現代內燃機可以通過改變連桿的尺寸或長度以及增加缸徑或汽缸孔來改進以增加功率或扭矩。 這通常被稱為缸徑與行程之比。
扭矩以牛頓米為單位測量。 簡單地說，這意味著扭矩是在 360 度圓周運動中測量的。 我們的示例使用兩個具有相同孔徑（或燃燒缸直徑）的相同發動機。 但是，兩個發動機中的一個具有更長的“衝程”（或更長的連桿產生的氣缸深度）。 衝程較長的發動機在旋轉通過燃燒室時具有更線性的運動，並且具有更大的槓桿作用來完成相同的任務。
扭矩以磅-英尺為單位測量，或應用多少“扭矩”來完成任務。 例如，假設您正在嘗試鬆開生鏽的螺栓。 假設您有兩種不同的管鉗，一種長 2 英尺，另一種長 1 英尺。 假設您施加相同的力（在這種情況下為 50 磅壓力），您實際上為兩英尺扳手 (100 x 50) 施加了 2 英尺磅的扭矩，而只有 50 磅。 使用單腿扳手的扭矩 (1 x 50)。 哪種扳手可以幫助您更輕鬆地擰下螺栓？ 答案很簡單——扭矩更大的那個。
工程師們正在開發一種發動機，可以為需要額外“動力”來加速或爬升的車輛提供更高的扭矩馬力比。 對於用於牽引的重型車輛或加速至關重要的高性能發動機（例如上面的 NHRA 頂級燃料發動機示例），您通常會看到更高的扭矩數據。
這就是為什麼汽車製造商經常在卡車廣告中強調高扭矩發動機的潛力。 還可以通過改變點火正時、調整燃料/空氣混合物，甚至在某些情況下增加輸出扭矩來增加發動機扭矩。
第 3 部分（共 4 部分）：了解影響電機整體額定扭矩的其他變量
在測量扭矩時，內燃機需要考慮三個獨特的變量：
Force Generated at Specific RPM：這是在給定 RPM 下產生的最大發動機功率。 隨著發動機加速，存在 RPM 或馬力曲線。 隨著發動機轉速的增加，功率也會增加，直到達到最大水平。
距離：這是連桿行程的長度：行程越長，產生的扭矩越大，如上所述。
扭矩常數：這是分配給所有電機的數學數字，5252 或功率和扭矩平衡的恆定 RPM。 數字 5252 是根據觀察得出的，即一馬力相當於 150 磅在一分鐘內行駛 220 英尺。 為了以英尺-磅的扭矩表示這一點，詹姆斯·瓦特引入了發明第一台蒸汽機的數學公式。
公式如下：
假設將 150 磅的力施加到一英尺的半徑（或例如內燃機氣缸內的一個圓）上，您必須將其轉換為扭矩的英尺-磅。
220 fpm 需要外推到 RPM。 為此，將兩個 pi 數（或 3.141593）相乘，等於 6.283186 英尺。 取 220 英尺除以 6.28，我們得到每轉 35.014 rpm。
以 150 英尺乘以 35.014 得到 5252.1，我們的常數以英尺-磅扭矩計算。
第 4 部分（共 4 部分）：如何計算汽車扭矩
扭矩的公式是：扭矩=發動機功率x 5252，然後除以RPM。
然而，扭矩的問題在於它是在兩個不同的地方測量的：直接從發動機到驅動輪。 其他可以增加或減少車輪額定扭矩的機械部件包括：飛輪尺寸、傳動比、驅動軸比和輪胎/車輪周長。
要計算車輪扭矩，必須將所有這些元素考慮到一個方程式中，該方程式最好留給動態測試台中包含的計算機程序。 在這種類型的設備上，車輛放在機架上，驅動輪放在一排滾輪旁邊。 發動機與讀取發動機轉速、油耗曲線和傳動比的計算機相連。 當汽車在測功機上行駛所需時間時，將這些數字與車輪速度、加速度和 RPM 一起考慮在內。
計算發動機扭矩更容易確定。 通過遵循上面的公式，發動機扭矩與發動機功率和轉速成正比的方式變得很清楚，如第一部分所述。 使用此公式，您可以確定 RPM 曲線上每個點的扭矩和馬力額定值。 為了計算扭矩，您需要有發動機製造商提供的發動機功率數據。
有些人使用 MeasureSpeed.com 提供的在線計算器，它要求您輸入最大發動機額定功率（由製造商提供或在專業測功機中填寫）和所需的 RPM。
如果您注意到您的發動機性能難以加速，並且沒有您認為應有的動力，請讓阿夫托·塔基 (AvtoTachki) 的一名認證機械師進行檢查以確定問題的根源。
