什么是扭矩？

扭矩是杆件受力扭转时,在任一横截面上两方剪应力所形成的内力矩。杆件某一截面上的扭矩值等于此一截面任一侧诸外力对杆件轴线力矩的代数和。

扭矩即内力矩是外力矩即转矩引起的。

任何机械中任一轴上的转矩、功率和转速都遵循如下关系：

T≈9550 P/n　　

式中 T 转矩 单位Nm

P 功率 单位kW

n 转速 单位转/分钟

上式表明，当转速不变时，转矩越大机械在单位时间里作功的能力越大。

当转矩过大，杆件所受的扭矩过大，在杆件内产生的剪应力达到材料的抗剪切强度极限时，杆件就被扭断裂了。

如果您不是机械类专业的，对材料力学不太熟悉，就再余铝骄洹

上述的“截面上两方”：譬如两手合掌，接触面就相当于“截面”，分开看时每一只手心就是“一方”或称“截面任一侧”。两手相对反扭时，您的掌心就会感到每一只手对另一只手表面作用着力，这个力就相当于杆件材料中的“剪应力”。

这样解释可以吗？

内力矩：杆件受力扭转时,横截面上各点产生的剪应力大小与半径成正比。例如圆轴，外表面上剪应力最大，轴心为零。每一点上的剪应力与该点到轴心距离的乘积，都是一个扭矩“单元”，整个截面上所有这种单元的总和就是“内力矩”即扭矩。

力矩公式：M=LxF。扭矩公式：驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径（单位：米）。扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。

什么是力矩

力矩是力对物体产生转动作用的物理量。可以分为力对轴的矩和力对点的矩。即：M=LxF。其中L是从转动轴到着力点的距离矢量,F是矢量力；力矩也是矢量。

转动力矩又称为转矩或扭矩。力矩能够使物体改变其旋转运动。推挤或拖拉涉及到作用力 ，而扭转则涉及到力矩。力矩等于径向矢量与作用力的叉积。

扭矩公式计算

公式

驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径（单位：米）

计算

引擎的功率能由扭矩计算出来。因为功率P=功W÷时间t，功W=力F×距离s，所以P=F×s/t=F×速度v。这里的v是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度v=曲轴的角速度ω×曲轴半径r，代入上式得：功率P=力F×半径r×角速度ω；而力F×半径r=扭矩，故得出：功率P=扭矩×角速度ω。所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来。角速度的单位是弧度/秒，在弧度制中一个π代表180度。

定义：φ——截面间相对转角；γ——切应变；τ——切应力；T——扭矩;r——半径；l——材料长度。

切应变与相对转角的关系为：γ=φr/l

切应变与切应力满足剪切胡克定律：τ=Gγ（G为材料的切变模量）

扭矩与切应力之间的关系为：T=∫τdAr

　　汽车驱动理论

　　马力与扭力哪一项最能具体代表车辆性能？有人说「起步靠扭力，加 速靠马力」，也有人说「马力大代表极速高，扭力大代表加速好」，其实这些都是片段的错误解释，其实车辆的前进一定是靠引擎所发挥 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，

　　本文以下皆称为「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 98m/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)，在美国车的型录上较为常见，若要转换成公制，只要将lb-ft的数字除以722即可。

　　汽车驱动力的计算方式：

　　将扭矩除以车轮半径即可由引擎马力－扭力输出曲线图可发现，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16升的引擎大约可发挥150kg-m的最大扭力，此时若直接连上185/ 60R14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15/041=366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98m/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？而且动辄数千转的引擎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15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1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成为60kg-m。这就是引擎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，引擎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，手排六代喜美的一档齿轮比为3250，最终齿轮比为4058，而引擎的最大扭矩为146kgm/5500rpm，于是我们可以算出第一档的最 大扭矩经过放大后为146×3250×4058=19255kgm，比原引擎放大了13倍。此时再除以轮胎半径约041m，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。

　　论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手排变速箱的机械效率约在95%左右，自排变速箱较惨，约剩88%左右，而传动轴的万向接头 效率约为98%，各位自己乘乘看就知道实际的推力还剩多少。整体而 言，汽车的驱动力可由下列公式计算：

　　扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率

　　驱动力= ————————————————————

　　轮胎半径（单位为公尺）

　　马力亦非「力」乃「功率」的一种

　　了解如何将扭矩经由变速箱的齿比放大成为实际推力之后，接着可以研究什么叫做「马力」。马力其实也不是一种「力」，而是一种功率 (Power)的单位，定义为单位时间内所能做「功」的大小。尽管如此，我们不得不继续使用「马力」这个名字，毕竟已经用太久了，讲「功率」恐怕没几个消费者听得懂？

　　功率是由扭矩计算出来的，而计算的公式相当简单：功率(W)＝2π× 扭矩(N-m)×转速(rpm)/60，简化计算后成为：功率(kW)=扭矩(N-m) ×转速(rpm)/9549，详细的推导请参看方块文章。然而功率kW要如何 转换成大家常见的「马力」呢，这又有一段故事得讲。

　　英制或公制？

　　1PS=735W；1hp=746W

　　马力定义竟然不一样！

　　谈到引擎的马力，相信不少人会直觉地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同测试标准，到底这些标准的差异在哪儿，以后有空再研究；有点夸张的是由于英制与公制的不同，对「马力」的定义基本上就不一样。英制的马力(hp)定义为：一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英呎(ft)，相乘之后等于33,000ft-lb/min；而公制的马力(PS)定义则为一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺，相乘之后等于4500kg-m/min。经过单位换算，(1lb=0454kg;1ft=3048cm)竟然发现1hp=4566kg-m/min，与公制的1PS=4500kg-m有些许差异，而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 98kgm/sec)来换算的话，可得1hp=746W;1PS=735W两项不一样的结果。

　　同样是「马力」，英制马 力与公制马力的定义竟然不一样！难道英国马比较「有力」吗？

　　到底世界上为什么会有英制与公制的分别，就好像为什么有的汽车是右驾，有的却是左驾一样，是人类永远难以协调的差异点。若以大家 比较熟悉的几个测试标准来看，德国的DIN与欧洲共同体的新标准 EEC还有日本的JIS是以公制的PS为马力单位，而SAE使用的是英制的 hp为单位，但为了避免复杂，本刊一率将马力的单位标示为hp。近来，越来越多的原厂数据已改提供绝对无争议的KW作为引擎输出的功率数值。

　　不过话说回来，1PS与1hp之间的差异仅15%，每一百匹马力差15匹，差异并不大。一般房车的马力多半仅在200匹马力以下，两者由于定义的差异也仅3匹马力左右，因此如果您真要「马马计较」，就把SAE 标准的数据多个15%吧！不过SAE、JIS、DIN、EEC各种测试标准之 间亦有些许差异，这个老问题已经争论过很多次了，单位之间不能真正划上等号，然而在差别不怎么多的情况之下，就当作相同吧！因此 管他是PS或hp，都差不多可以视为相等。

　　终于可以做结论了！将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式，并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-m之后，可得下列结果：

　　英制马力hp=扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)／727

　　公制马力PS =扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)／716

　　知道这些公式之后有什么用呢？从「马力hp=扭力×转速/727」看来， 如果能增加引擎转速，扭力不变的情况下，便能增加马力。例如若能 将转速从6000rpm增加到8000rpm，等于增加了33%，但因为凸轮轴的 限制使得8000rpm时的扭力下降了10%，则仍能使马力增加197%，这 说明了时下改装计算机的为何能在解除断油后大幅增加马力。

　　所以不要被「增加？？匹马力」的广告所著魔。

　　让我们从另外一个角度来想：如果在同样的转速下，增加20匹马力，代表能增加多少推力呢？以最大扭力点发挥于5000rpm的情况下，将公式稍微变换一下，可发现增加的扭力=20hp×727／ 5000rpm=29kgm。再将这个结果代入汽车驱动力的公式，同样以喜美 的一档计算，29×3250×4058/041=93公斤。对于一吨重的车身而言，影响似乎也不怎么大；再者如果相差5匹马力的话，推力更仅增加23公斤，可见相差5匹马力，根本也没差多少，所以能「增加5匹马力」的产品，到底应该花多少钱去改装，您自个儿会拿捏了吧？

　　大马力决定真性能！

　　到底大马力的车子跑得快，还是大扭力的车子跑得快？从公式可以知 道大马力的原因是「高转速的时候仍保有高扭力数值」，也就是说要 有大马力，不只是低转速的扭力要好，连高转速的扭力都得继续维持 ，这表示扭力与马力的争论根本是多余的，只要能做到高马力，除了表示各转速区域的扭力都很大之外，更代表材料技术的优越性，将活塞、进排气阀门的材质与重量予以强化与轻量化，才能将引擎转速提高。

　　扭矩与功率的换算公式推导

　　假设一圆的半径为r(单位为m)，扭矩为T(单位为N-m)，则圆周上切线 方向的力F=T/r，由于功率的定义为「每秒钟所作的功」，对于圆周动而言，每旋转一圈所作的功为：F×圆周总长2πr 将F=T/r代入计算，每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT

　　再乘上引擎转速rpm就是每分钟所作的功，但功率P的单位是N-m/sec ，所以需除以60，转换成每秒所作的功。代入公式：P=T2πrpm/60，将常数整理后，则可得P(kW)=Trpm/9545。

　　由上文可见，一台车的动力由发动机传输到车轮，需要经过多组齿轮因此有所损耗，如果德制马力测的是传递到车轮上的动力，那么同样发动机用在不同车型上的动力输出应该不同，试拿bmw330和bmw530做比较，其功率均是225hp/5900rpm；结论，要么bmw在数据上造假，要么它测的是发动机输出净值。

1、描述物理概念不同。力矩是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向；转矩是指在力作用下物体产生一定程度的扭转变形。扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。

2、计算方法不同。力矩等于径向矢量与作用力的叉积；转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积；扭矩等于力和力臂的乘积。

3、相关性。力矩包括转矩和扭矩，它们是力矩的一种特殊形式。

扩展资料

力矩性质

1力F对点O的矩，不仅决定于力的大小，同时与矩心的位置有关。矩心的位置不同，力矩随之不同；

2当力的大小为零或力臂为零时，则力矩为零；

3力沿其作用线移动时，因为力的大小、方向和力臂均没有改变，所以，力矩不变。

4相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。

转矩类型

转矩可分为静态转矩和动态转矩。

静态转矩是指不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩，包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。

静止转矩的值为常数，传动轴不旋转；

恒定转矩的值为常数，但传动轴以匀速旋转，如电机稳定工作时的转矩；

缓变转矩的值随时间缓慢变化，但在短时间内可认为转矩值是不变的；

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。

动态转矩是指随时间变化很大的转矩，包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的；过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程；随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。

最大扭矩

最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿·米（N·m）或公斤·米（kg·m）。

发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关，在某一转速下，这些系统的性能匹配达到最佳，就可以达到最大扭矩。另外，发动机的功率、扭矩和转速是相关联的，具体关系为：功率=K×扭矩×转速，其中K是转换率。

选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。

参考资料：

-力矩

参考资料：

-转矩

参考资料：

-扭矩

扭矩计算方法

将扭矩除以车轮半径即可由引擎马力－扭力输出曲线图可发现，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16升的引擎大约可发挥150kg·m的最大扭力，此时若直接连上185/60R14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15/041=366kg的力量(事实上千克并不是力量的单位，而是质量的单位，须乘以重力加速度98m/s²才是力的标准单位是牛顿)。

36kg的力量怎么推动一吨的车重呢？而且动辄数千转的引擎转速更不可能恰好成为轮胎转速，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15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20kgm时，传递至大齿轮的转速便降低为1/3，变成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成为60kgm。这就是引擎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，引擎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，手排六代喜美的一档齿轮比为3250，最终齿轮比为4058，而引擎的最大扭矩为146kgm/5500rpm，于是我们可以算出第一档的最大扭矩经过放大后为146×3250×4058=19255kgm，比原引擎放大了13倍。此时再除以轮胎半径约041m，即可获得推力约为470kg。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。

若论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手动变速箱的机械效率约在95%左右，自动变速箱较惨，约剩88%左右，而传动轴的万向节效率约为98%。整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计算：扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率/轮胎半径

公式计算

公式

驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径（单位：米）

计算

为什么引擎的功率能由扭矩计算出来？

功率P=功W÷时间t功W=力F×距离s所以，P=F×s/t=F×速度v

这里的v是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度=曲轴的角速度ω×曲轴半径r，代入上式得：功率P=力F×半径r×角速度ω；而力F×半径r=扭矩

得出：功率P=扭矩×角速度ω所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来

角速度的单位是弧度/秒，在弧度制中一个π代表180度

定义：φ-------截面间相对转角；

γ -------切应变；

τ --------切应力；

T----------扭矩;

r-----------半径；

l-----------材料长度。

扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。外部的扭矩叫转矩或者叫外力偶矩，内部的叫内力偶矩或者叫扭矩。

扭矩（Torque，也称为转矩）在物理学中就是特殊的力矩，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当g=98的时候，1kg的重力为98N，所以1kgm=98Nm，而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位，1lb=04536kg;1ft=03048m，可以算出1lb-ft=013826kgm。在人们日常表达里，扭矩常常被称为扭力（在物理学中这是2个不同的概念）。例如：8代Civic 18的扭矩为1735Nm@4300rpm，表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为1735Nm，那1735N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢？其实引擎发出的扭矩要经过放大（代价就是同时将转速降低）这就要靠变速箱、终传和轮胎了。引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大再传到终传（尾牙）里作进一步的放大（同时转速进一步降低），最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某车的1挡齿比（齿轮的齿数比，本质就是齿轮的半径比）是3，尾牙为4，轮胎半径为03米，原扭矩是200Nm的话，最后在轮轴的扭矩就变成200×3×4=2400Nm，再除以轮胎半径03米后，轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/03m=8000N，即800公斤力的驱动力，这就足以驱动汽车了。

扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。

发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。这样解释你听不懂的话，说白了，就是你加的力乘以这个力点到被你扭动的那个轴的距离所以扭矩W=FxL这里F单位是牛。所以力F=扭矩/L。

1英制马力=0746千瓦(kw) 1公制马力=0735千瓦(kw)。 

马力是发动机功率单位，是单位时间内发动机作功能力。

马力的由来：

“马力”是一种功率单位，在柴油机、汽轮机上常见写有“马力”二字。马力是怎样产生的呢 

200多年前，工程师根据英国人詹姆斯·瓦特的设计，制造出了世界上第一批改良后的蒸汽机。一个啤酒厂订购了一台，想代替马匹去牵动抽水机。

啤酒厂主想确定一下蒸汽机的生产效率是否能够抵得上一匹马。于是，他从自己的马群中选了一匹最强壮的马，让它不住脚地连续干了8个小时。

经过折算得出：一匹马每秒能够把75千克的水提高1米，即1马力=75千克力・米/秒。以后人们就把它作为动力机械的功率单位，一直沿用到了今天 。

内容来源--马力