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功率與扭矩，應該是大家最關心的發動機引數了，今天我們來說說發動機的轉速、扭矩與功率這三個物理量的含義以及它們之間的關係。
首先大家要明確一點：發動機的轉速是可以直接測量的，扭矩是可以直接測量的，它們是實實在在、看得見摸得著的物理量，但是發動機的功率卻是無法直接測量的，因為功率是一個計算值，它與發動機的扭矩與轉速的乘積成正比，用公式表示如下。具體的推導過程就不演示了，大家可以自行推導，或者看看高中物理書。
首先來說說轉速。所謂的發動機轉速，是指發動機曲軸的轉動速度，一般用轉/分鐘來表示。很多人都忽視了轉速這個引數，認為這是一個無關緊要的資料。其實轉速是重要的發動機動力性引數，發動機的各種效能都與轉速有直接的關係，比如速度特性、負荷特性及萬有特性等，同時轉速還是發動機工作狀態的晴雨表，從它可以看出發動機的工作狀態以及發動機與變速箱的配合默契程度。
轉速其實表示的是發動機做功速度的快慢。普通的家用車，發動機最高轉速一般在6000~7000轉/分鐘之間；柴油機的最高轉速較低，一般在2500~4000轉/分鐘之間。顯然，轉速越高，發動機做功越快，功率也就越高。大家看F1賽車的發動機，排量只有1.6L，並且是自然吸氣的，但是卻可以發出800~900馬力的功率，就是因為F1發動機有超高的轉速，普遍都在12000轉/分鐘以上，寶馬的F1發動機轉速甚至能達到19000轉／分鐘以上。因此，有一位汽車界的知名人士說過，提升發動機功率是非常簡單的，只要提高發動機轉速就行了。
那麼我們普通的家用車為什麼不能透過提升轉速來大幅度地提高發動機功率呢？這主要是因為，發動機高轉速執行，對硬體的要求是非常高的。轉速越高，個運動部件產生的離心力就越大，對零部件的強度以及動平衡要求就越高。並且轉速越高，發動機磨損就越 嚴重，發動機使用壽命很短，進排氣噪音也越大。大家看F1比賽，發動機的轟鳴聲，是我們根本不能接受的。所以，家用車限制最高轉速，是一個綜合平衡的結果。
再來說說發動機扭矩。所謂的扭矩，是使物體發生轉動的力，它等於力和力臂的乘積，國際單位是牛米N.m。發動機扭矩就是透過飛輪對外輸出的扭矩，它的最大值就是發動機的最大扭矩。
那麼發動機扭矩是如何產生的呢？
在往復活塞式發動機中，活塞做上下往復直線運動，曲軸做旋轉運動，它們之間用連桿連線起來。當發動機做功時，在活塞頂部產生巨大的氣體壓力，這個力透過連桿作用在曲軸上，連桿與曲軸的連線軸中心到曲軸旋轉中心的距離可以看做是力臂。這樣有了力，有了力臂，扭矩就產生了，這就是發動機扭矩的由來。
可以看出，發動機扭矩的大小與兩個因素有關。一個是作用在活塞頂部的氣體壓力，一個是曲軸旋轉的半徑，也可以看做是活塞的行程。
作用在活塞頂部的氣體壓力越大，作用力越大，產生的扭矩就越大。活塞頂部的氣體壓力是由燃料燃燒產生的。顯然，同時燃燒的燃料越多，產生的爆炸力越大。當我們踩油門“加油”時，其實是讓節氣門有更大的開度，讓更多的空氣進入發動機氣缸，同時再噴入更多的燃油，發動機發出的扭矩就更大了。而進氣增壓技術，可以讓更多的空氣進入發動機，是增大發動機扭矩的良好途徑。
活塞的行程是在發動機設計時就確定了的。顯然，活塞的行程越大，推動曲軸旋轉的力臂越長，產生的扭矩就越大。一般來說，柴油機的活塞行程是比較大的，所以柴油機一般都有比較大的扭矩，但是活塞行程大的發動機轉速一般都不高。在發動機設計時有一個引數叫做“缸徑行程比”，會根據發動機效能要求設計成不同的數值。比如高轉速的發動機會把氣缸直徑設計得大一些，活塞行程設計得小一些；中低轉速發動機一般會把活塞直徑設計得比活塞行程小；而著名的豐田86發動機，其實是指它的發動機缸徑和活塞行程都是86mm，這是一個比較均衡的發動機，兼顧了高中低速的效能。
最後再來說說發動機功率。如果你明白了發動機的轉速和扭矩，對功率自然就明白了。因為功率等於發動機轉速與扭矩的乘積，它其實是由這兩個物理量決定的。功率是指物體在單位時間內所做的功，是表示物體做功快慢的物理量，它的單位是千瓦(kW)或公制馬力(PS)。
P=Mn/9550
P：功率
M：扭矩
n：轉速
發動機最大功率，就是發動機最高效能的體現。可以看出，要想提高發動機功率，一個途徑是提高發動機扭矩，採用進氣增壓就可以將更多的空氣送入燃燒室，再噴入更多的燃油，活塞頂部的氣體壓力提高，發動機扭矩就增大了，這也是很多小排量發動機能發出更大功率的原因；另一個途徑是提高發動機轉速，但是提高轉速有很多副作用，現在普通的家用車基本上把轉速限制在六七千轉，只有一些效能車才會提高轉速。
以上就是發動機轉速、扭矩與功率的含義以及它們之間的關係。在日常生活中，我們通常都以功率來表徵發動機的最高效能，它是一個綜合指標，包含了扭矩和轉速。在表述功率和扭矩時必須說明相應的轉速，否則是沒有意義的。
