转速和扭矩之间的关系,与发动机本身的机构设计有关。
首先,发动机的缸径和行程是影响扭矩大小的关键因素。通常情况下,大直径短行程的发动机会产生更高的扭矩。因为这种机构可以提供更多的气缸容积和更多的活塞运动,进而产生更多的力。
其次,排气量也是增加扭矩的重要因素。相同转速下,大排量的发动机通过更多的气缸容积提供了更多的燃气,进而产生更多的扭矩。
此外还有进气道和排气道的设计等因素,这些因素的组合让发动机在不同的转速下表现出不同的输出扭矩。
从理论上来说,扭矩和转速之间的关系可以用以下公式表示:
扭矩= 力 x 杠杆臂长度 = 力 x 曲柄半径
又因为公式中的力 = 压力 x 活塞面积,所以可以得到:
扭矩 = 压力 x 活塞面积 x 曲柄半径
从公式可以看出,当转速增大时,随着活塞在同一时间内运动的距离增大,活塞面积所受的压力也会随之增大,因此扭矩也会随之增大。而且曲柄半径也会影响扭矩大小,曲柄半径越大,扭矩越大。
发动机输出功率为扭矩与转速的乘积,换句话说,当负载增加时,发动机需要提供更大的扭矩输出以完成任务。此时,扭矩与转速之间的关系也会发生变化。
当负载增加时,为了提供足够的动力,发动机需要提高转速,这个过程中发动机输出的扭矩也会随之增加。
但是当负载增加到一定程度时,发动机需要提供的扭矩已经超过了它的能力,这时发动机就会出现扭矩不足的情况,从而影响发动机的工作效率。
除了发动机本身的机构设计和负载特性外,动力传递系统也会影响转速和扭矩之间的关系。例如,变速箱、传动轴和差速器等都会对发动机的输出产生影响。
在低档时,变速箱会提供更多的扭矩输出,但是会降低转速。而在高档时,变速箱会提供更高的转速,但是扭矩输出会降低。因此,变速箱的不同挡位也会影响发动机的扭矩输出。
传动轴和差速器的设计也对转速和扭矩之间的关系产生影响。这些部件的传动比例可以改变发动机输出的扭矩和转速。例如,差速器的设计可以为右侧和左侧的车轮提供不同的扭矩输出。