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电机和扭矩计算公式

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电机转速和扭矩(转矩) 计算公式

含义: 1 kg=9.8N 1 千克的物体受到地球的吸引力是 9.8 牛顿。

含义: 9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心 1 米的位置上的力为了 9.8N。

转速公式: n=60f/P

(n=转速, f=电源频率, P=磁极对数)

扭矩公式: T=9550P/n

T 是扭矩, 单位 N·m

P 是输出功率, 单位 KW

n 是电机转速, 单位 r/min

扭矩公式: T=973P/n

T 是扭矩, 单位 Kg·m

P 是输出功率, 单位 KW

n 是电机转速, 单位 r/min

形象的比喻:

功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能? 有人说: 起步靠扭矩, 加速靠功率, 也有人说: 功率大代表极速高, 扭矩大代表加速好, 其实这些都是片面的错误解释, 其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力,所谓的「扭力」 在物理学上应称为「扭矩」 , 因为以讹传讹的结果, 大家都说成「扭力」 , 也就从此流传下来, 为导正视听, 我们以下皆称为「扭矩」 。

扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」 就说明过了, 定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」 , 公制单位为牛顿-米(N-m), 除以重力加速度 9.8m/sec2 之后, 单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。 英制单位则为磅-呎(lb-ft), 在美国的车型录上较为常见, 若要转换成公制, 只要将 lb-ft 的数字除以 7.22 即可。汽车驱动力的计算方式: 将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率-扭矩输出曲线图可发现, 在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值, 这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢? 答案很简单, 就是「除以一个长度」 , 便可获得「力」 的数据。 举例而言, 一部 1.6 升的发动机大约可发挥 1 5.0kg-m 的最大扭矩, 此时若直接连上 1 85/ 60R1 4 尺寸的轮胎, 半径约为 41 公分, 则经由车轮所发挥的推进力量为 1 5/0.41 =36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位, 而是重量的单位, 须乘以重力加速度 9.8m/sec2 才是力的标准单位「牛顿」 )。

36 公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢? 而且动辄数千转的发动机转速更不可能恰好成为轮胎转速, 否则车子不就飞起来了? 幸好聪明的人类发明了「齿轮」 , 利用不同大小的齿轮相连搭配, 可以将旋转的速度降低, 同时将扭矩放大。 由于齿轮的圆周比就是半径比, 因此从小齿轮传递动力至大齿轮时, 转动的速度降低的比率以及扭矩放大的倍数, 都恰好等于两齿轮的齿数比例, 这个比例就是所谓的「齿轮比」 。举例说明, 以小齿轮带动大齿轮, 假设小齿轮的齿数为 1 5 齿, 大齿轮的齿数为 45 齿。 当小齿轮以 3000rpm的转速旋转, 而扭矩为 20kg-m 时, 传递至大齿轮的转速便降低了 1 /3, 变成 1 000rpm; 但是扭矩反而放大三倍, 成为 60kg-m。 这就是发动机扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理。

在汽车上, 发动机输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大, 第一次由变速箱的档位作用而产生, 第二次则导因于最终齿轮比(或称最终传动比) 。 扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。 举例来说, 手排的一档齿轮比为 3.250, 最终齿轮比为 4.058, 而发动机的最大扭矩为 1 4.6kgm/5500rpm,于是我们可以算出第一档的最大扭矩经过放大后为 1 4.6×3.250×4.058=1 92.55kgm, 比原发动机放大了 1 3倍。 此时再除以轮胎半径约 0.41 m, 即可获得推力约为 470 公斤。 然而上述的数值并不是实际的推力, 毕竟机械传输的过程中必定有磨耗损失, 因此必须将机械效率的因素考虑在内。

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