“轉矩”和“功率”這2個(gè)詞對于廣大汽車(chē)愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，可謂司空見(jiàn)慣，但是當有人問(wèn)起發(fā)動(dòng)機的“轉矩”和“功率”各代表什么含義?它們之間又有何聯(lián)系?能準確回答出來(lái)的恐怕并不太多。 　 
下面就和大家談?wù)動(dòng)嘘P(guān)發(fā)動(dòng)機“轉矩”和“功率”的一些內容。 　　 
一、“轉矩”和“功率”是表征發(fā)動(dòng)機動(dòng)力性能的重要指標 
發(fā)動(dòng)機通過(guò)飛輪對外輸出的轉矩稱(chēng)為有效轉矩，用Te表示，單位為N·m。有效轉矩與外界施加于發(fā)動(dòng)機曲軸上的阻力矩相平衡。發(fā)動(dòng)機通過(guò)飛輪對外輸出的功率稱(chēng)為有效功率，用Pe表示，單位為kW。它等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積。
發(fā)動(dòng)機的有效功率可以用臺架試驗方法測定，即用測功器測定有效轉矩和曲軸角速度，然后運用以下的公式便可計算出發(fā)動(dòng)機的有效功率。 
Pe＝Te·(2∏·n／60)／1000＝Te·n／9550(kW) 
其中：Te——有效轉矩，N·m n——發(fā)動(dòng)機轉速，r／min 
有效轉矩的最大值稱(chēng)為最大轉矩，有效功率的最大值稱(chēng)為最大功率。 　　
報刊上在介紹某一車(chē)型時(shí)，其技術(shù)參數中的轉矩和功率通常就是最大轉矩和最大功率。而發(fā)動(dòng)機銘牌上標明的功率及相應轉速則稱(chēng)為額定功率和額定轉速，額定功率一般要小于最大功率，按照汽車(chē)發(fā)動(dòng)機可靠性試驗方法的規定，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機應能在額定工況下能連續運行300—1000h。 　　 
關(guān)于轉矩和功率的含義，通俗一點(diǎn)講，轉矩好比百米賽跑選手在起跑點(diǎn)蹲撐，蓄勢待發(fā)，準備沖向前那一剎那的沖勁；而功率就是維持這股勁可以越跑越快，一直跑到終點(diǎn)的能力。增大發(fā)動(dòng)機的排量，就能提高Te和Pe。為了增大發(fā)動(dòng)機排量，可增加氣缸數(如3缸變4缸)，或者增加單位氣缸的容積(如增大氣缸內徑)。 　　 
二、正確理解發(fā)動(dòng)機的“轉矩”和“功率”關(guān)系 
發(fā)動(dòng)機的轉矩、功率與曲軸轉速的變化規律可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機的臺架試驗來(lái)得到，試驗時(shí)先保持發(fā)動(dòng)機一定的節氣門(mén)開(kāi)度，用測功器對發(fā)動(dòng)機曲軸施加一定數值的阻力矩。當發(fā)動(dòng)機運轉穩定時(shí)，即阻力矩等于發(fā)動(dòng)機發(fā)出的有效轉矩，這時(shí)可測得發(fā)動(dòng)機轉速n和有效轉矩Te，然后根據Pe與Te和n的關(guān)系即可求出有效功率Pe來(lái)。用這種方法可以測得另一轉速下的Te與Pe，如此重復多次，即可得到一定節氣門(mén)開(kāi)度下的Te、Pe和n的變化曲線(xiàn)。如果改變節氣門(mén)開(kāi)度，又可測得另一組特性曲線(xiàn)。當節氣門(mén)開(kāi)度最大時(shí)，所得到的特性曲線(xiàn)稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機外特性曲線(xiàn)(如圖)，節氣門(mén)其他開(kāi)度下的特性稱(chēng)為部分特性曲線(xiàn)。 　　
從圖中我們可以看出，當轉速為n2時(shí)，發(fā)動(dòng)機發(fā)出最大轉矩。當轉速小于n2時(shí)，發(fā)動(dòng)機燃燒不良，另外轉速降低，每個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間增加，燃燒氣體與氣缸壁接觸時(shí)間增長(cháng)，由于冷卻而產(chǎn)生的熱量損失更大，因而轉矩略小。當轉速n2不斷增加時(shí)，由于進(jìn)氣行程時(shí)間短，氣體流速高，阻力大，充氣量也減少，而摩擦損失又加大，故Te也隨之減少。當轉速達到n3時(shí)，有效功率Pe達到最大值，由于功率等于轉矩和轉速的乘積。在n1—n2范圍內，因為Pe與n都是漸漸增加的，其乘積自然也增加，故在轉速n1—n2范圍內Pe隨n的增加而增加。在n2—n3范圍內，n雖繼續增加，但只卻逐漸降低，不過(guò)由于Pe降低較慢，故只是緩慢地增加，到n3時(shí)Pe達到最大值。轉速超過(guò)Pe時(shí)，雖然n是增加的，但由于Pe下降很快，故Pe也逐漸下降。 　　
以上講的是發(fā)動(dòng)機轉矩、功率與曲軸轉速三者之間的關(guān)系，為了讓大家能更好地理解上述內容，我們不妨再形象地打個(gè)比方：發(fā)動(dòng)機的轉矩象征其氣缸一口氣所能吸進(jìn)的油氣量，這個(gè)吸氣量是會(huì )隨油門(mén)開(kāi)度的加大和發(fā)動(dòng)機轉速的逐漸升高而增加的，但是它不會(huì )一直變大上去，到了某一轉速它就會(huì )達到顛峰，這就是平時(shí)人們所說(shuō)的最大轉矩。發(fā)動(dòng)機的轉速再上升，它就會(huì )逐漸下降，這是汽油發(fā)動(dòng)機等內燃機在轉矩上的特色，也是最不理想的地方。 功率等于轉矩乘以轉速，它象征在單位時(shí)間里發(fā)動(dòng)機可吸進(jìn)的油氣量。 　　
所以，當發(fā)動(dòng)機轉速逐漸上升到最大轉矩點(diǎn)時(shí)，每口氣吸進(jìn)的油氣量和單位時(shí)間里的吸氣次數都在增加，因此功率一直上升；當轉速超過(guò)最大轉矩點(diǎn)后，盡管每口氣吸進(jìn)的油氣量減少，但由于降幅不大且吸氣次數在增加，所以一直增加到最大功率點(diǎn)為止；當轉速超過(guò)最大功率點(diǎn)后，每口氣吸進(jìn)的油氣量減少幅度要大于吸氣次數的增加幅度，所以功率開(kāi)始減少。 　　
三、如何比較不同發(fā)動(dòng)機的優(yōu)劣或強化程度 汽車(chē)所要求的發(fā)動(dòng)機動(dòng)力性指標Te和Pe是在一定轉速下得到的。不同汽車(chē)的使用要求不一樣，車(chē)速也不一樣(如載貨汽車(chē)和轎車(chē)使用的車(chē)速就不一樣)，所對應的發(fā)動(dòng)機轉速就不一樣，因此不同用途的發(fā)動(dòng)機，即便在有效功率相等的情況下，它們所對應的轉速也是不一樣的，反言之即功率相等的發(fā)動(dòng)機并不能符合所有車(chē)型的要求，還必須在考慮功率和轉矩的同時(shí)看其所對應的轉速，這樣才能全面看出發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能指標Te和Pe是否符合要求。 　　
而Te和Pe這兩項動(dòng)力性指標并不能直接用來(lái)評價(jià)不同排量發(fā)動(dòng)機的優(yōu)劣或強化程度，即不是功率和轉矩大的發(fā)動(dòng)機就好或強化程度就高，而是要看單位氣缸工作容積所發(fā)出的功率和轉矩。 　　
TL和PL就是表示單位氣缸工作容積的轉矩和功率，使用這兩項指標才能比較出不同發(fā)動(dòng)機的優(yōu)劣或強化程度。 
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機TL和PL的范圍： 
汽油機：TL＝600kPa—1000kPa PL＝22kW／L—55kw／L 
柴油機：TL＝600kPa—900kPa PL＝11kW／L—26kw／L 
在額定工況下，發(fā)動(dòng)機每升氣缸工作容積所發(fā)出的功率叫升功率。 
PL＝Pe／(Vh·i)(kw／L) 其中：Vh——氣缸工作容積(L) i——氣缸數 
升功率標征單位氣缸工作容積的利用率，PL越大表示單位氣缸工作容積發(fā)出的功率越大，那么當發(fā)動(dòng)機功率一定時(shí)，PL越大發(fā)動(dòng)機就越小，材料質(zhì)量越小。 　　
提高升功率的途徑主要有4個(gè)： 　　
(1)增加充氣量燃料燃燒需要空氣，相對燃料而言，空氣更難進(jìn)入氣缸。采用增壓技術(shù)或改善換氣過(guò)程(如減少進(jìn)氣阻力)可提高充氣量。 　　
(2)改善混臺氣質(zhì)量和燃燒質(zhì)量在一定的空氣量下，空氣與油料混合均勻，燃燒充分，單位氣缸容積供熱量增多。 　　
(3)提高發(fā)動(dòng)機機械效率 減少機械損失才能增加有效功率的輸出。減少機械損失主要是減少各摩擦副的摩擦損失，其次是減少輔助機構的功率消耗和泵氣損失。 　　
(4)適當提高轉速 主要是增加作功(或充氣)頻率，即增加單位時(shí)間的充氣量。但是提高發(fā)動(dòng)機轉速除應考慮機械強度外，轉速增加，每循環(huán)的充氣量減少、機械損失增大、燃燒過(guò)程難以組織，即轉速提高，會(huì )使Pe下降，因此，增加轉速也要適度。