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扭矩
（使物體發生轉動的一種特殊的力矩）
鎖定
扭矩是使物體發生轉動的一種特殊的力矩。發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係，轉速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。外部的扭矩叫轉矩或者叫外力偶矩，內部的叫內力偶矩或者叫扭矩。
扭矩（Torque，也稱為轉矩）在物理學中就是特殊的力矩，等於力和力臂的乘積，國際單位是牛米N·m，此外還可以看見kg·m、lb-ft這樣的扭矩單位，由於G=mg，當g=9.8的時候，1kg的重力為9.8N，所以1kg·m=1N·S2，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=0.13826kg·m。在人們日常表達裏，扭矩常常被稱為扭力（在物理學中這是2個不同的概念）。例如：8代Civic 1.8的扭矩為173.5Nm@4300rpm，表示引擎在4300轉/分時的輸出扭矩為173.5N·m，那173.5N的力量怎麼能使1噸多的汽車跑起來呢？其實引擎發出的扭矩要經過放大（代價就是同時將轉速降低）這就要靠變速箱、終傳和輪胎了。引擎釋放出的扭力先經過變速箱作“可調”的扭矩放大再傳到終傳（尾牙）裏作進一步的放大（同時轉速進一步降低），最後通過輪胎將驅動力釋放出來。如某車的1擋齒比（齒輪的齒數比，本質就是齒輪的半徑比）是3，尾牙為4，輪胎半徑為0.3米，原扭矩是200N·m的話，最後在輪軸的扭矩就變成200×3×4=2400N·m，再除以輪胎半徑0.3米後，輪胎與地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N，即800公斤力的驅動力，這就足以驅動汽車了。
- 中文名
- 扭矩
- 外文名
- Torque
- 國際單位
- N·m
- 數 值
- 扭力乘以力臂
- 物理意義
- 使物體發生轉動的力矩
- 其他單位
- kg.m、lb-ft
扭矩物理原理
扭矩實例圖
一般來講，扭矩的最高指數在發動機轉速相對比較低的情況下能夠達到，就説明這款車的發動機工藝較好，力量也好。有些汽車在5000r/min的轉速左右才達到該車扭矩的最高指數這説明“力量”就不是此車所長。可以這樣説，我們追求的駕駛樂趣主要來自扭矩，也就是所謂的“推背感”如果某台車的發動機最大扭矩出現在我們經常使用的轉速範圍內，那麼這樣的車絕對可以帶給你非凡的駕駛樂趣。對於家用轎車來説，完美的發動機最大扭矩應該在很低轉速出現，而最大功率在相對比較高的轉速出現。
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扭矩發動機扭矩
扭矩和功率一樣，是汽車發動機的主要指數之一，它反映在汽車性能上，包括加速度、爬坡能力等。它的準確定義是位矢(L)和力(F)的叉乘(M)，物理學上指使物體轉動的力乘以到轉軸的距離，它能表示發動機所輸出的力的大小（因為發動機中曲軸的半徑一定）。通俗點講，扭矩是衡量一個汽車發動機好壞的重要標準，一輛車扭矩的大小與發動機的功率成正比。
扭矩計算方式
扭矩計算方法
在每一個轉速下都有一個相對的扭矩數值，這些數值除以一個長度，便可獲得力的數據。舉例而言，一部1.6升的引擎大約可發揮15.0kg·m的最大扭力，此時若直接連上185/60R14尺寸的輪胎，半徑約為41釐米，則經由車輪所發揮的推進力量為15/0.41=36.6kg的力量(事實上千克並不是力量的單位，而是質量的單位，須乘以重力加速度9.8m/s²才是力的標準單位是牛頓)。
利用不同大小的齒輪相連搭配，可以將旋轉的速度降低，同時將扭矩放大。由於齒輪的圓周比就是半徑比，因此從小齒輪傳遞動力至大齒輪時，轉動的速度降低的比率以及扭矩放大的倍數，都恰好等於兩齒輪的齒數比例，這個比例就是所謂的齒輪比。
扭矩舉例説明
以小齒輪帶動大齒輪，假設小齒輪的齒數為15齒，大齒輪的齒數為45齒。
當小齒輪以3000rpm的轉速旋轉，而扭矩為20kg·m時，傳遞至大齒輪的轉速便降低為1/3，變成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成為60kg·m。這就是引擎扭矩經由變速箱可降低轉速並放大扭矩的基本原理。
在汽車上，引擎輸出至輪胎為止共經過兩次扭矩的放大，第一次由變速箱的檔位作用而產生，第二次則導因於最終齒輪比（或稱最終傳動比）。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數。舉例來説，手排六代喜美的一檔齒輪比為3.250，最終齒輪比為4.058，而引擎的最大扭矩為14.6kg·m/5500rpm，於是我們可以算出第一檔的最大扭矩經過放大後為14.6×3.250×4.058=192.55kg·m，比原引擎放大了13倍。此時再除以輪胎半徑約0.41m，即可獲得推力約為470kg。然而上述的數值並不是實際的推力，畢竟機械傳輸的過程中必定有磨耗損失，因此必須將機械效率的因素考慮在內。
若論及機械效率，每經過一個齒輪傳輸，都會產生一次動力損耗，手動變速箱的機械效率約在95%左右，自動變速箱較慘，約剩88%左右，而傳動軸的萬向節效率約為98%。整體而言，汽車的驅動力可由下列公式計算：驅動力=扭矩×變速箱齒比×主減速器速比×機械效率/輪胎半徑（單位：米）。
扭矩公式計算
公式
計算
為什麼引擎的功率能由扭矩計算出來？
因為功率P = 功W ÷ 時間t，功W = 力F × 距離s，所以P = F×s/t = F×速度v。這裏的v是線速度，而在引擎裏，曲軸的線速度v = 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，故得出：功率P=扭矩×角速度ω。所以引擎的功率能從扭矩和轉速中算出來。
角速度的單位是弧度/秒，在弧度制中一個π代表180度
定義：φ-------截面間相對轉角；
γ -------切應變；
τ --------切應力；
T----------扭矩;
r-----------半徑；
l-----------材料長度。
切應變與相對轉角的關係為：
切應變與切應力滿足剪切胡克定律：
（G為材料的切變模量）
扭矩與切應力之間的關係為：
（
為點乘）
扭矩最大扭矩
最大扭矩一般出現在發動機的中、低轉速的範圍，隨着轉速的提高，扭矩反而會下降。扭矩的單位是牛頓·米（N·m）或公斤·米（kg·m）。
