汽车的加速性能


如何评价汽车的加速性能,相信每一位车主、准车主都很关心。实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关,有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系,这实际上是很困难的,因为这三方并不能代表问题的全部,简单的计算是包含很多误差的。

一般来讲,在相同的车重情况下,发动机的最大扭矩越大,汽车的加速性能越好。而在相同的发动机扭矩下,车重越小加速性能越好。但是,这里忽略了很多可以比较的因素。

1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。所以,汽车的最大扭矩往往与转速同时标记,例如甲车最大扭矩150牛顿米(4000转/分)、乙车最大扭矩150牛顿米(4500转/分),同样是150牛顿米的最大扭矩,两车在发动机转速相同的情况下,加速性能将有所区别。

2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭,然后作用于驱动轮,才会产生汽车加速所需要的力。不同车型的传动系统不同,因此在发动机最大扭距相同的情况下,加速特性也不一定相同。

3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。F=ma这个公式中的力 F 是合力,包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。

……

由于有这么多因素在起作用,又要用网友能够理解的方式进行计算,我只能在假想的基础上回答这个问题:设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动,任何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1,任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180度,任何时候发动机的转速都相同。

如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时,根据V =at,可以计算得到所需要的加速度为2.778(米/秒/秒),如果汽车的质量为1吨,根据F=ma,计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿,考虑阻力(1000牛顿)的影响,实际驱动力应是3778牛顿。

由于加速路段的长度S=at2/2=138.9米,加速全程耗费的功 FS=524764.2焦耳,功率为52476.4瓦。如果在全过程中发动机的转速始终是4000转/分(实际上不可能),可以算得所需的扭矩为52476.4/(4000*2*3.14159/60)=125.3(牛顿米)。

如果前面的假设不变,由上述计算过程可知,所需的扭矩与车重成正比。即车重增加或减少,所需扭距成正比增减。对于其他车重,网友可以自行计算。

林教授(2002.6.1)

作者注:本稿仅投《汽车世界》网

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