先请看旧贴:
谈谈功率和扭矩(序):为什么要谈马力和扭力
谈谈功率和扭矩(一):理论先行,先讲一点物理
谈谈功率和扭矩(二):再谈金科玉律的公式
谈谈功率和扭矩(三):变速箱到底变了什么?
谈谈功率和扭矩(四):来看发动机的马力扭矩曲线
谈谈功率和扭矩(五):马力的几种确切定义
谈谈功率和扭矩(六):驱动力怎样算?
谈谈功率和扭矩(七):驱动力取决于发动机的马力,而不是扭矩
上次我们得出结论,要想获得最大的驱动力,只要设法让发动机工作在最大功率的条件下。这是由正确换档来实现的。
计算驱动力的公式:
驱动力 = 发动机的扭矩 x 变速箱速比 x 主减速器速比 / 驱动轮半径
让我们再看一个实际的例子在不同速度下如何获得最大的驱动力吧。这次需要多次的计算。和上一节一样,我适当简化计算的中间环节,直接给出答案并列表。
这次我们用2008年Cadillac CTS基本版为例。其3.6升V6发动机可在3100rpm下发出253lb-ft的最大扭矩,在6400rpm下可以发出263hp的最大功率。实际曲线如下:
此车配备的Aisin AY6 (MV7)变速箱齿轮比如下:
一档:4.155
二档:2.513
三档:1.691
四档:1.271
五档:1.000
六档:0.752
主减速器齿轮比:3.420
此车配备的轮胎规格是235/55R17。由轮胎尺寸可算出其半径为1.1324ft。
计算过程是这样的。先由车速换算成驱动轮的转速,再乘上变速箱齿轮比和主减速器齿轮比3.420,得到发动机转速。
查发动机特性曲线找到对应的扭矩,然后成乘上变速箱齿轮比和主减速器齿轮比3.420,得到驱动轮的扭矩,再除以驱动轮半径,最后得到驱动力。
也可以查发动机特性曲线找到对应的马力,再除以车速,经单位换算,得到驱动力。
两个方法得到的结果是一致的。
最后的计算结果,列表如下。
不同车速,不同档位的驱动力和发动机转速
一档 | 二档 | 三档 | 四档 | 五档 | 六档 | |
10mph | 2800@1800 | 1400@1100 | na | na | na | na |
20mph | 3100@3500 | 1700@2100 | 1100@1400 | 700@1100 | 500@800 | na |
30mph | 3000@5300 | 1900@3200 | 1200@2100 | 800@1600 | 600@1300 | 400@1000 |
40mph | na | 1900@4300 | 1300@2900 | 900@2200 | 600@1700 | 500@1300 |
50mph | na | 1800@5300 | 1300@3600 | 1000@2700 | 700@2100 | 500@1600 |
60mph | na | 1700@6400 | 1300@4300 | 1000@3200 | 700@2500 | 500@1900 |
70mph | na | na | 1200@5000 | 1000@3800 | 800@3000 | 500@2200 |
80mph | na | na | 1200@5700 | 900@4300 | 800@3400 | 600@2500 |
90mph | na | na | 1100@6400 | 900@4800 | 800@3800 | 600@2900 |
100mph | na | na | na | 900@5300 | 800@4200 | 600@3200 |
表中数值是 驱动力(lb)@发动机转速(rpm)
比如看60mph,在二档上转速是6400rpm(发动机马力峰值点),达到最大驱动力1700lb。此时若挂三档,转速是4300rpm,驱动力降为1300lb;此时若挂四档,转速是3200rpm(发动机扭力峰值点),驱动力只有1000lb;若挂五档,转速是2500rpm,驱动力再降到700lb;此时若挂六档,转速是1900rpm,驱动力只有500lb。
其中黑体字是给定车速下最大驱动力和相应的发动机转速。看看是不是对每一个车速发动机都是运行在可能的最高转速上?也就是说尽可能地让发动机运行在最高马力的转速上?
如果你尽可能地使发动机运行在最大扭矩的3100rpm下,看看驱动力会差多少?
我在这里计算了每隔10mph的情形。你如果仍然不相信,可以每隔5mph甚至1mph算一下,结论一定是一样的。
比较A和B,如果在任何速度下A的驱动力总是大于或等于B的,是不是可以得出A加速快,0-60需时更少的结论?
所以说,要想获得最大的驱动力,只要正确换档让发动机工作在最大功率的条件下就行了。因此我们可以说最大驱动力取决于引擎的马力,和引擎的最大扭矩无关。
大家发现没有,在10mph和20mph的两个计算点上,发动机只有1800rpm和3500rpm的转速,离最大马力的转速较远。为什么不在第一档之下再设一个速比更高的档位,让发动机转得更高速一点,这样在20mph左右和更低的车速时就可以获得更高的驱动力?理论上讲是这样的,但是看看一档的驱动力,已经有3000lb了。这样大的驱动力,对自重3861lb的CTS来说已经足够大了,踩死油门轮胎不打滑空转就已经不错了。
最后提一句,提高主减速器速比或者减小驱动轮半径,可以提高驱动力,体现在第一档上。对于大马力的发动机,轮胎已经打滑了,所以没有这个必要。对於小马力的发动机,效果还是明显的。
由公式 驱动力 = 发动机的扭矩 x 变速箱速比 x 主减速器速比 / 驱动轮半径 是可以得出这个结论的。
这就是大家常见Civic换小轮子而看不见Corvette换小轮子的原因。
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