汽车扭矩是什么意思(关于汽车扭矩的详细介绍)

  • 扭矩是能够使物体发生转动的一种力矩,发动机扭矩是曲轴端输出的力矩。

曲轴输出动力的基础是一个“大圆盘”,也就是所谓的飞轮;通过飞轮转动输出的力矩可以理解为「扭矩或转矩」,说白了就是“力量”。因为飞轮连接的是车辆的离合器或变矩器,离合器连接的是变速箱,变速箱通过传动系统连接车轮,最终还是要转化为驱动车轮转动的能量。

讨论汽车总在聊「最大扭矩」,然而什么是扭矩?

如果发动机的扭矩概念还不好理解的话,可以把发动机想象成一个“活口扳手”,把扳手套在螺母上之后。

  1. 螺母等于飞轮
  2. 扳手柄为曲轴
  3. 手部是活塞

“用力”推动扳手拧螺母的力矩就是扭矩,发力的状态是内燃机燃烧燃油做功,转动的螺母就等于同样以转速方式输出动力的飞轮,当然飞轮不会被“转掉”。

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飞轮的功能有储能和保证曲轴平稳运行,在转动过程中会“贮存能量”。飞轮转一圈等于输出一次动力,也等于内燃机(发动机类型)的内部做功一次;也就是说每次做功都等于通过飞轮输出一次扭矩,那么如何实现最大扭矩呢?

其实方式非常简单,拧螺母的时候想要输出最大扭矩就得用“吃奶的力气”推,消耗是早餐、中餐或晚餐吃进去的东西(能量);发动机想要实现最大扭矩也要牟足了力气就去推活塞,但消耗的是「燃油」——燃烧燃油会产生热能,热能正是推动活塞往下行,再以活塞推动连杆、连杆带动曲轴飞轮转动的是能量。至于活塞的上行原理也很简单,因为有其他气缸的活塞往下行的同时,其他气缸的连杆的运动方向是不同的,参考下图。

讨论汽车总在聊「最大扭矩」,然而什么是扭矩?

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活塞就是这样上下交替的往复运转,进而实行启动后持续稳定运行而不熄火;实现最大扭矩就是以发动机排量的标准吸入空气,按照14.7:1的空气燃料比喷射燃油,混合后进行蒸发和燃烧。

标准进气喷油量燃烧转化出的热能就是【最大扭矩】,其实就是这么简单的概念;但是最大扭矩并不是在启动后就能爆发,不同机型达到最大扭矩的转速标准有很大差异,不过都是转速越高扭矩越低。因为高转速会降低进气效率,进气量的衰减等于减少喷油量,热能也会随之而下降。

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两种机型的两个标准:

  1. 自然吸气发动机平均4000rpm左右实现最大扭矩
  2. 涡轮增压发动机平均1500-4000rpm维持最大扭矩

上文已经明确说明了实现最大扭矩的基础,那就是按照排量的标准吸入等量的空气;然而自然吸气发动机的吸气能力很原始,其吸力来自活塞运转和排气瞬间产生的负压力。这个压力是转速越高标准越高,所以这种发动机就只能在高转速区间才能实现标准进气喷油量。

而如果假设某2.0L发动机的最大扭矩是200N·m,最大扭矩在4000转的节点出现,状态还会是达到4001转就会开始下滑;这种机器的最大扭矩是“稍纵即逝”的,所以除非排量非常大,否则动力感受都会相当差。

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涡轮增压发动机的最大扭矩可以在很宽的转速范围内维持,因其装备了叫做增压器的“压气机”;压气机的动力来自内燃机正常运行时必然会产生的废气,自然吸气发动机也是有的,以每分钟几百升的高标准从狭小的排气歧管中挤压出去,可想而知排气气压会有多高。

所以工程师们则将压气机与排气歧管连接,排气的气流标准平均在1500转即可驱动涡轮达到最高转速,在1500-4000rpm的范围内即使增加排气量也无法让涡轮转速更快,所以最大扭矩才能够维持在这一范围内。直到转速偏高导致进气效率下降,状态才会和自然吸气一样出现扭矩的下滑。

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两种机型哪种更好?不论在理论层面还是实际应用中,最大扭矩来得越来越好,持续的范围越宽越省油。

因为(扭矩×转速÷9549×1.36=马力),马力越大车辆加速能力才会越强(有驾驶乐趣),同时也才能实现更高的车速。而实现大马力的基础是大扭矩或高转速,可是运行转速越高则耗油量越大,且噪音与磨损程度也会更大;那么最佳的标准则是按照“低转速大扭矩”的模式运行,自然吸气发动机中低代步转速区间的扭矩很小,增压机却能达到最大扭矩,哪种更好无需赘述了,这也能说明最大扭矩的价值。

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