作者-卡嘉用戶：我喜歡Jeep
每天都在微博上看到朋友討論這輛車的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩有多大，哪款車的扭矩低，哪款電動(dòng)車的電機(jī)扭矩達(dá)到800牛米。 仿佛秒殺全世界所有民用車，仿佛有一種高扭矩的動(dòng)力。 源頭，是無敵的，但事實(shí)是什么呢？ （以下討論僅限于牽引范疇，加速度不在本文討論范圍內(nèi)）
對(duì)于手動(dòng)變速器和DCT內(nèi)燃機(jī)車，發(fā)動(dòng)機(jī)通過離合器與變速器連接。 變速器后面是另一級(jí)減速器（主減速比），然后從半軸輸出到輪端。 輪端扭矩的計(jì)算公式為：T=發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩×某檔減速比×主減速比。 以我自己的車為例，BJ40L 2.3T MT。 我的車發(fā)動(dòng)機(jī)理論最大扭矩為350牛米，一檔速比為4.3，主減速器速比為4.1。 那么我的車就有很好的附著系數(shù)。 最大輪端扭矩為T=350×4.3×4.1=6170.5 Nm。
后驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
前驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)圖
對(duì)于自動(dòng)變速箱汽車來說，情況有些不同。 發(fā)動(dòng)機(jī)不是通過離合器連接到變速器，而是通過稱為變矩器的東西連接。 這東西的一個(gè)特點(diǎn)就是可以放大發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩。 液力變矩器輸出軸（至變速箱）的輸出扭矩T=發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩×扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)。 一般來說，這個(gè)扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)用于民用車輛，大約在1.5到2之間。因此，對(duì)于帶有液力變矩器的汽車，輪端扭矩必須乘以液力變矩器的扭矩系數(shù)。 我們?nèi)∫粋€(gè)小值，1.5。 那么對(duì)于帶有液力變矩器的自動(dòng)變速箱模型，輪端扭矩的計(jì)算公式為T=發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩×扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)×某檔減速比×主減速比。 由于液力變矩器放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，因此液力變矩器的汽車一檔比一般比手動(dòng)擋車型小。 以BJ40L 2.3T AT為例，自動(dòng)BJ40L的第一檔速比為3.57，最大輪端扭矩T=350×1.5×3.57×4.1=7684.4 Nm，遠(yuǎn)大于手動(dòng)變速箱。
有同學(xué)可能會(huì)問，CVT車型呢？ 其實(shí)很簡(jiǎn)單。 首先要看CVT的前端是離合器形式還是液力變矩器形式來決定是否要乘扭矩系數(shù)。 那么，由于CVT基本上是無級(jí)調(diào)速，所以取決于運(yùn)行時(shí)的實(shí)際傳動(dòng)比。 不管是什么，只要乘以它就可以了。
接下來我們來談?wù)勲妱?dòng)汽車。 目前市場(chǎng)上的電動(dòng)汽車都是單速比，即電動(dòng)機(jī)通過單級(jí)減速器直接到半軸。 我們以蔚來ES8為例。
從上述配置參數(shù)表可以直接計(jì)算出蔚來ES8的理論輪端扭矩值為T=電機(jī)總扭矩×減速器速比。 T=840×9.599=8063.16Nm。 并且值得一提的是，該電機(jī)具有峰值扭矩。 所謂峰值扭矩是指電機(jī)只能在這個(gè)扭矩下運(yùn)行很短的時(shí)間（幾分鐘甚至更短）。 隨著時(shí)間的推移，扭矩必然會(huì)因過熱而下降。 電機(jī)能夠長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的扭矩稱為額定扭矩。 一般來說，額定扭矩約為峰值扭矩的一半。 民用車輛的內(nèi)燃機(jī)基本上可以在高速公路上以最大功率長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，直到燃料耗盡。 在越野條件下，滿載行駛時(shí)需要多注意水溫。
哦，對(duì)了，還有一種情況。 有些越野車有低速檔。 這是什么意思？ 這意味著變速箱和主減速器之間有一個(gè)第一級(jí)減速器，所以在計(jì)算輪端扭矩時(shí)，你必須將其乘以這個(gè)低檔的比率。 再次以我的BJ40L 2.3T MT為例，我的低速比是2.48，那么當(dāng)我掛入低速檔且變速箱處于1檔時(shí)，我的最大輪端扭矩變?yōu)門=350×4.3×2.48×4.1=15302.84納米。 自動(dòng)變速器B40 2.3T AT處于低四、一檔時(shí)，最大輪端扭矩為T=350×1.5×3.57×2.48×4.1=19057.4 Nm。
好了，以上就是關(guān)于如何計(jì)算一些輪端扭矩的內(nèi)容。 這里只考慮了拖動(dòng)能力，不涉及加速度。 當(dāng)然，不得不說的是，由于內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和低低扭矩的限制，必須有這么多檔位。 這與電機(jī)的高速和低速大扭矩相比是一個(gè)缺點(diǎn)。
以下是我計(jì)算的某些汽車的最大輪端扭矩：
豐田L(fēng)C7X系列參數(shù)
K車版吉姆尼參數(shù)
從上面可以看出，皮卡版LC79的主減速比比LC76要大。 可以想象，皮卡需要比客車有更強(qiáng)的負(fù)載能力，需要更大的輪端驅(qū)動(dòng)扭矩。 而當(dāng)你看到在設(shè)置了低速四驅(qū)后，排量?jī)H0.66升的自動(dòng)吉姆尼卻能在輪端擁有6000牛米的驚人最大扭矩，你有何感想？ 長(zhǎng)安鈴木奧拓自動(dòng)變速箱的液力變矩器實(shí)際上在失速時(shí)的變矩系數(shù)為2（見下圖）。 看來我在計(jì)算BJ40L自動(dòng)變速箱時(shí)，1.5的扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)太小了。 扭矩系數(shù)按2計(jì)算，自動(dòng)變速箱BJ40L的輪端扭矩會(huì)大很多。
最后不得不說初中物理牽引力，如果你學(xué)過初中物理，就應(yīng)該知道，扭矩轉(zhuǎn)化為牽引力必須除以輪胎半徑。 輪胎越小，轉(zhuǎn)換的牽引力就越高。 這里寫出公式，牽引力F=輪端扭矩/輪胎半徑初中物理牽引力，有興趣的同學(xué)可以自己計(jì)算一下。
