扭矩和功率有什麼關係

由於不同地方不同習慣的關係，產生了很多套單位製度，有英製、公製等。在與汽車相關的功率，扭矩，氣壓等方麵，也存在不同的單位製，現在我們就來了解一下功率、扭矩和壓強的關係以及它們的單位。

功率：
什麼是功率？功率就是表示物體做功快慢的物理量，物理學裡功率P＝功W/時間t，單位是瓦w，我們在媒體上常常看見的功率單位有kw、ps、hp、bhp、whp等，還有意大利以前用的cv，在這裡邊千瓦kw是國際標準單位，1kw＝1000w，用1秒做完1000焦耳的功，其功率就是1kw。

日常生活中，我們常常把功率俗稱為馬力，單位是匹，就像將扭矩稱為扭力一樣。

在汽車上邊，*大的做功機器就是引擎，引擎的功率是由扭矩計算出來的，而計算的公式相當簡單：功率(w)＝2π×扭矩(Nm)×轉速(rpm)/60，簡化計算後成為：功率(kw)=扭矩(Nm) ×轉速(rpm)/9549。

然而功率kw要如何轉換成大家常見的多少匹馬力的呢？

由於英製與公製的不同，對馬力的定義基本上就不一樣。

英製的馬力(hp)定義為：一匹馬於一分鐘內將200磅(lb)重的物體拉動165英呎(ft)，相乘之後等於33,000lb-ft/min；

而公製的馬力(ps)定義則為一匹馬於一分鐘內將75kg的物體拉動60米，相乘之後等於4500kgm/min。

經過單位換算，(1lb=0.454kg;1ft=0.3048m)竟然發現1hp=4566kgm/min，與公製的1ps=4500kgm/min有些許差異，而如果以瓦作單位(1w=1Nm/sec=9.8kgm/sec)來換算的話，可得1hp=746w;1ps=735w，兩項不一樣的結果，相差1.5%左右。

到底世界上為什麼會有英製與公製的分彆，就好像為什麼有的汽車是右舵，有的卻是左舵一樣，是人類永遠難以協調的差異點。若以大家比較熟悉的幾個測試標準來看，德國的DIN與歐洲共同體的新標準EEC有日本的JIS是以公製的ps為馬力單位，而SAE使用的是英製的hp為單位，但由於世界一體化經濟的來臨和為了避免複雜換算，越來越多的原廠數據已改提供毫無爭議的國際標準單位千瓦kw作為引擎輸出的功率數值。

小結：1hp=0.746kw    1ps=0.735kw    1hp＝1.014966ps (1馬力等於多少KW的答案)

與hp計算毛馬力不同，whp和bhp則是用不同方法測得的以hp為基礎的功率單位，就是wheel horse power（車輪馬力）和brake horse power（製動馬力），whp是dyno（俗稱

跑步機，測功率用的）測出的車輪輸出功率，bhp則是引擎加上發電機，水泵等附件從engine shaft測量出來的功率數值，用bhp作單位，bhp和hp的差彆很小。

扭矩：
扭矩在物理學中就是力矩的大小，等於力和力臂的乘積，國際單位是牛米Nm，此外我們還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位，由於G=mg，當g=9.8的時候，1kg＝9.8N，所以1kgm＝9.8Nm，而磅尺lb-ft則是英製的扭矩單位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft＝0.13826kgm。在人們日常表達裡，扭矩常常被稱為扭力（在物理學中這是2個不同的概念）。現在我們舉個例子：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173.5Nm，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。引擎釋放出的扭矩先經過變速箱作“可調”的扭力放大（或在超比擋時縮小）再傳到終傳（尾牙）裡作進一步的放大（同時轉速進一步降低），*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200Nm的話，*後在輪軸的扭力就變成200×3×4＝2400Nm（設傳動效率為100%）在除以輪胎半徑0.3米後，輪胎與地麵摩擦的部分就有2400Nm/0.3m＝8000N的驅動力，這就足以驅動汽車了。
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，自排變速箱較慘，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：

                 扭矩×變速箱齒比×*終齒輪比×機械效率
驅動力= ————————————————————
                                   輪胎半徑（單位：米）

小結：1kgm＝9.8Nm     1lb-ft＝0.13826kgm    1lb-ft＝1.355Nm

一般來說，在排量一定的情況下，缸徑小，行程長的汽缸較注重扭矩的發揮，轉速都不會太高，適用於需要大載荷的車輛。而缸徑大，行程短的汽缸較注重功率的輸出，轉速通常較高，適用於快跑的車輛。簡單來說：功率 正比於 扭矩×轉速

壓力：
我們知道，壓強P＝壓力F/受力麵積S，壓強的國際單位是帕斯卡Pa，在汽車領域，很多人將輪胎、增壓器、管道裡的壓強慣稱為壓力（注意，在物理學中是完全不同的概念）在輪胎裡的氣壓人們通常用千克/平方厘米kg/cm^2表示，俗稱多少公斤，在管道和增壓器裡，通常用巴bar這個壓強單位。在中學物理的托裡拆利實驗中，我們知道一個標準大氣壓等於76mm汞柱，通過計算，一標準大氣壓＝101325pa，又因為1pa=1N/1m^2，所以1Pa＝0.1020408kg/m^2，而1kg/cm^2＝0.98bar

小結：一標準大氣壓＝1.0339285kg/cm^2=1.0132499bar

可見1bar、1kg/cm^2和一標準大氣壓是基本相同的