- 主题:新年好~~~ 功率扭矩与加速关系 (转载)
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CCAV春晚实在无聊,琢磨了一下加速度与功率扭矩的关系
请指正!
之前发了个小型车性能比较。其实发的时候,对于性能的考虑,都是想象把座位全部拆掉空调卸掉改了避震的情况。毕竟里面基本囊括了中国房车锦标赛大部分赛车种类。
后来看到有对加速性能的评论。还有不少人认为加速主要由扭矩决定。总觉着这个观点不太对头。 想详细了解得去看汽车动力学的纵向动力学章节。有点麻烦。自己想了一下。
新年新气象。 我想到了个比方。尝试说明一下。如果说错了就拍。
2个人A,B各自蹬相同的自行车(轮子一样大)。 在平地,5KM/H 匀速前进的时候,各自开始加速。一秒蹬一圈。都用最大力气蹬车。车蹬转一圈过程中,保证使用相同最大力气。在一圈中均匀持续发力。(会骑自行车人都知道是左右脚分别蹬半圈)。这里简化为一圈均匀给车蹬发力。
A最大力气是100牛。B是A的GF,最大力气50牛。假设脚蹬子长度0.5米,直接作用到驱动轮轴上。A给车的扭矩为100x0.5 = 50牛米。B为 50X0.5 = 25牛米。 大家看出来了,自行车的发动机就是人。凸轮轴高度就是脚蹬子长度。忽略变速器之类的玩意儿。
这时谁的加速快?扭矩大的快!
经过一段全力加速时间,A远远超过B。我们还会发现A比B消耗的体力大了不少。假设AB体力初值相同。
现在把B的自行车改造一下,轮子换成小的。让B在5KM/H 时速下,一秒钟能够蹬2圈。现在,AB同时发力用最大力气加速。注意,全力加速时,A一秒钟只能蹬一圈,B一秒可以蹬两圈。 谁的加速快?
AB加速一样快!
而且经过一段时间,A和B都累得够呛。消耗了差不多的体力。
扭矩和加速一定相关么?从这个例子来看,不一定。 直觉上,加速和发力大小有关。但分析下来,真正和加速相关的,是A与B在加速时间段内消耗的体力。而不是每蹬一圈使用的力气。 如果开始加速时自行车速度较慢,每次蹬车力气相同,脚蹬子长短一样,快速蹬小轮子车会有更高的加速度。 大家看出来了,单位时间消耗的体力,其实就是功率。也就是说,功率才是加速性能最关键的因素!
再说白一点,更简单的比方。2个大铁球,200斤那种。相同时间内,我踢一个大铁球10次,你踢5次,我力量虽然只是你的一半,但是我踢的次数多,于是这2个铁球的加速度是一样的。
实际车辆更为复杂一点。在最大功率下,不同的运行速度,每个档位有自己的最大加速度曲线。这里需要引入储备功率的概念。当然,这和我们开始加速时,车辆当前的速度也有着一定关系。所以在汽车动力学上,讨论汽车加速性能,会有好几张2D图表(我没仔细学习过)。其中有一张功率平衡图,标明了车速,功率,与最大加速度的关系(p94,《汽车系统动力学》 喻凡等著 机械工业出版社 2005)。本人也不明白多少,不多说。
略微说下发动机工况图。
发动机工况图标明了转速,功率与扭矩的关系。首先功率是来自扭矩的。因为活塞被爆炸推动直接作用到扭矩上。但是功率也和转速相关。扭矩x转速 = 功率。 而加速度很大程度取决于功率。所以,要得到最大加速度,那必然是要先得到最大功率。但平时驾驶谁也不会没事在最大功率和最大加速下跑。那是玩命。于是在20-80公里速度内,不同的档位下,如何得到好的加速与控制感,就和工况图上3个要素都相关了。 3要素在一起组成了汽车的动力性感受。
扭矩说明了啥。 这个问题用自行车解释。你最大力气是100牛。当自行车爬50度坡,或者带了3个200斤的胖子,再使劲也带不动了。 假如一个大力士最大力气是1000牛。那么他可以骑车带3个胖子。或者爬50度的坡。 能拉动多少质量的东西,是扭矩能反应的。但如果大力士本身就很粗胖,蹬车根本蹬不快。在平地上什么都不带的情况下,用不同轮子大小的车,相同速度下开始加速,你蹬10圈他只能蹬1圈,你加速度上就可能战胜他。
在你能蹬动车行走的情况下,车的加速度和你单位时间消耗了多少体力(也就是功率)有关。当然,2个车从同样的时速,同样发动机转速开始跑(还有同样的摩擦消耗),扭矩大的车加速度高。因为这种情况下扭矩大的车一定运行功率大。
至于功率代表了最高车速。就不说了。容易理解。
汽车专业的人一定微笑不语。也许能指出问题。 不过作为一个民科,这算是沾沾自喜新年新气象吧!
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修改:puzzy FROM 219.141.250.*
发动机上的扭矩要经过变速箱和差速器传递到轮子上
中间有个传动比,所以发动机的扭矩不说明啥.
最终起作用的是轮子上面的扭矩
功率等于扭矩乘以转速,所以其实 本质上是一回事.
至于加速,肯定是功率决定一切了. 车加速本质就是发动机在做功啊.
【 在 puzzy (H3D~pbook) 的大作中提到: 】
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: CCAV春晚实在无聊,琢磨了一下加速度与功率扭矩的关系
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FROM 184.90.45.*
我个人的理解就是
要看加速能力,看功率曲线就好了.
扭矩来的早,相同转速肯定功率也来的早
低段的输出和高转的输出以及最高转速什么的都有影响.
为什么好多柴油车看起来扭矩来的早,但加速还是不如汽油的,就是因为最高转速低,其实
最大功率还不如人家. 汽油只要通过合理的档位把转速一直保持在高功率输出的范围,就
好了.
这种时候低转速时候低扭矩根本不会影响到.
而平时赛道上面就是这种情况,转速基本不会掉到三四千转以下.不停降档就好了.
【 在 puzzy (H3D~pbook) 的大作中提到: 】
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FROM 184.90.45.*
噢是这么个理儿
【 在 hueyhy 的大作中提到: 】
: 我个人的理解就是
: 要看加速能力,看功率曲线就好了.
: 扭矩来的早,相同转速肯定功率也来的早
: 低段的输出和高转的输出以及最高转速什么的都有影响.
: 为什么好多柴油车看起来扭矩来的早,但加速还是不如汽油的,就是因为最高转速低,其实
: 最大功率还不如人家. 汽油只要通过合理的档位把转速一直保持在高功率输出的范围,就
: 好了.
: 这种时候低转速时候低扭矩根本不会影响到.
: 而平时赛道上面就是这种情况,转速基本不会掉到三四千转以下.不停降档就好了.
发自 UcSMTH(百阅水木) iPhone 版.
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FROM 219.141.250.*
一个北京修车老师傅的形象跃然纸上
【 在 puzzy 的大作中提到: 】
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: CCAV春晚实在无聊,琢磨了一下加速度与功率扭矩的关系
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FROM 58.101.31.*
功率不一定能代表最高速度啊,高速时风阻大,你的最大功率的扭矩如果不能大于风阻自然就达不到最大功率。最简单的一个场景,就是最高速度一般都不是最高档踩出来的。
【 在 puzzy (H3D~pbook) 的大作中提到: 】
: [ 用户 puzzy 在转载时对文章内容进行了编辑 ]
: CCAV春晚实在无聊,琢磨了一下加速度与功率扭矩的关系
: 请指正!
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FROM 117.136.0.*
嗯二十年前确实如此,不过自从桑塔纳不再销售榜排名第一后情况就改变了
【 在 johnpig 的大作中提到: 】
: 功率不一定能代表最高速度啊,高速时风阻大,你的最大功率的扭矩如果不能大于风阻自然就达不到最大功率。最简单的一个场景,就是最高速度一般都不是最高档踩出来的。
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FROM 58.101.31.*
我觉得可能类似雨燕这种气动造型的也能达到这样效果
【 在 eamon (伊蒙|凹凸贞洁党) 的大作中提到: 】
: 嗯二十年前确实如此,不过自从桑塔纳不再销售榜排名第一后情况就改变了
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FROM 114.247.244.*
发动机的事情,风阻系数再高也就是0.32
又不是超音速,跟0.28差距不大
【 在 phaselock 的大作中提到: 】
: 我觉得可能类似雨燕这种气动造型的也能达到这样效果
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FROM 58.101.31.*
啊我还真不知道风阻系数最高才这么大
【 在 eamon (伊蒙|凹凸贞洁党) 的大作中提到: 】
: 发动机的事情,风阻系数再高也就是0.32
: 又不是超音速,跟0.28差距不大
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FROM 114.247.244.*