引擎的扭力(Torque)輸出值,其實就是作用於引擎輸出軸(通常是「飛輪」Flying Wheel)上的力矩大小‧
假設作用於輸出軸圓周方向(切線方向)上的力(Force)為 f,輸出軸的半徑為 r,則引擎的扭力值 T = f * r
扭力的常用單位為 Nt.m (牛頓.米)或 Kgw.m (公斤.米),雖與「功」(Work)的單位相同,但其物理意義並不相同‧
通常,在不同的引擎轉速(rpm)下,會有不同的扭力輸出值‧
待測的引擎會被架在扭力機上,測得每一轉速下的扭力輸出值,以繪出「扭力 - 轉速曲線」‧
該曲線的頂點(極大值),即所謂的「扭力峰值」,e.g. 19Kgw.m@4000rpm
另一方面,假設引擎的轉速為 N rps (每秒轉 N 轉),則
每秒所做的功 = f * (2πr * N) = (f * r) * 2π* N = T * 2π* N,
此即為引擎的輸出功率,常用單位為 Hp (Horse Power,馬力)‧
1 英制 Hp = 745.7 Watt = 745.7 J/s = 745.7 Nt.m/s = 76 Kgw.m/s
經過單位換算之後,得出下式:
馬力值(Hp) = 扭力值(kgw.m) * rpm值 / 726.6
因此,馬力值可以不必直接測得,而可根據「扭力 - 轉速曲線」,再經上式運算,繪出「馬力 - 轉速曲線」‧
該曲線的頂點(極大值),即所謂的「馬力峰值」,e.g. 150Hp@6400rpm

另外,引擎的輸出扭力,在經過變速箱與終傳齒輪之兩次放大後 (部分SUV尚有加力檔之放大),
再經Differential (差速器)分配至各個驅動輪‧
若某2WD車以某檔位直行,假設該檔減速比為 3,終傳齒比為 4,
當時轉速下的引擎扭力輸出值為 20 Kgw.m,則作用於每個驅動輪上的扭力
= 20 * 3 * 4 / 2 = 120 Kgw.m
假設驅動輪的半徑為 0.3 m,且不考慮所有的機件摩擦損失與胎面打滑,
則當時此車受其動力系統所作用的力 F = (120 / 0.3) * 2 = 800 Kgw
假設該車的車速為 V,質量為 M,風阻係數為 Cd,且正在仰角為α度的上坡道上;
若不考慮所有的機件摩擦損失與胎面打滑,則當時此車所受的合力
Ft = F - M*g*sinα- Cd*k*(V^2)
其中 k = (1/2)*A*ρ
( A 為正向投影面積,ρ 為空氣密度 )
再依牛頓第二運動定律 a = Ft / M,便可算出此時該車的加速度‧

此種算法,不但麻煩也十分困難;因此有所謂的「馬力重量比」,
以較簡略的方法來「揣測」一部車的加速能力與爬坡能力;且詳述於下‧
假設當時的引擎輸出馬力為 P,動能 Ek=(1/2)*M*(V^2),位能為 Ep=M*g*H,
若不考慮所有的機件摩擦損失與胎面打滑,則:
P = d(Ek)/dt + d(Ep)/dt + Cd*k*(V^3) ,即:
P = M*V*(dV/dt) + M*g*(dH/dt) + Cd*k*(V^3) -------------(式一)
在車速低時,可忽略(式一)中的 Cd*k*(V^3) 項,則:
P/M = V*(dV/dt) + g*(dH/dt) -------------(式二)
而 P/M 即為所謂的「馬力重量比」;
(dV/dt)即為加速度;(dH/dt)即為爬坡能力‧
問題是,P/M 值(馬力重量比)會隨著引擎轉速(rpm)之不同而異;
而只憑「馬力峰值」單一數值所算出的「最大馬力重量比」,往往出現於引擎轉速5000 ~ 6000 rpm以上,
並不足以評估起步加速與前中段加速的能力........失望吧?
另外,假設此車在平路上行駛,則(式一)中的 M*g*(dH/dt)項為 0;
若該車已達「極速」Vm,則 (d Vm / dt) =0,如此,(式一)將變成:
Pm = Cd * k * (Vm ^3) , Pm 為馬力峰值‧
因此,若已知一部車的馬力峰值與Cd值,理論上應可依上式推算出其極速;但實際上卻不盡然‧
因終傳齒比與變速箱檔位齒比的選擇,
馬力峰值出現時的引擎轉速(rpm)所對應的車速,未必剛好是 Vm ........失望吧?
以上所述,乃小弟無業書以一己淺薄之物理知識,苦思良久後之心得‧
倘有謬誤之處,還望各方高手包涵、指正‧