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注意：以下計(jì)算方法并不科學(xué)，應(yīng)以發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算依據(jù)，但因公式不常見，所以就以功率公式做計(jì)算，計(jì)算出比例是一樣的。而且汽油機(jī)和柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算有所差別，200馬力的汽油機(jī)發(fā)動機(jī)輸出扭力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于200馬力的柴油機(jī)輸出扭力的。但對于車輛參數(shù)估算已經(jīng)足夠了。
With the development of 人們生活水平，現(xiàn)在購買汽車的人越來越多了，家用轎車當(dāng)然要以實(shí)用好看為主，有些人即使買了較大功率的汽車，發(fā)現(xiàn)在起步和時(shí)候依然不能達(dá)到自己想要的效果，而且對于的車能夠應(yīng)付的坡度以外，一些小功率的家用車也完全能應(yīng)付！難道發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率不夠嗎？還是自己的車子性能沒有發(fā)揮出來？花了那么多錢，除了車內(nèi)環(huán)境確實(shí)舒適、*最高速度*確實(shí)很快，但是對于動力上總有種上當(dāng)?shù)母杏X�。∧阏娴纳袭�(dāng)了嗎？沒有！因?yàn)榧矣棉I車不可能把動力設(shè)計(jì)的和公交車、大貨車一樣，指望著它能載著重物還去爬坡，你的車根本無法承受這么大的力！說道這兒，我提出兩個(gè)有意思的假設(shè)：（大型推土機(jī) pk 主戰(zhàn)坦克）（主戰(zhàn)坦克 pk 火車頭）
先做個(gè)動力的簡單介紹，大型推土機(jī)一般在600~1000馬力，主戰(zhàn)坦克功率一般在1200~1500馬力，柴油機(jī)火車頭一般在1000~5000馬力。扭矩這里暫時(shí)不說。單看功率來說，無疑火車頭是老大。但是在工程設(shè)計(jì)時(shí)，并不是按照誰的功率大就決定誰的力量大！
看個(gè)初中物理公式：功率=物體自身產(chǎn)生的力*速度。根據(jù)這個(gè)公式，大家應(yīng)會看出一些什么東西來。哦！原來速度起了調(diào)節(jié)這個(gè)輸出力的主要作用。最大的推土機(jī)在全功率工作下不過1000馬力，但是其工作速度只有每小時(shí)2公里，最高速度不過10公里每小時(shí)。主戰(zhàn)坦克全功率工作時(shí)有1500馬力，但是最低速度卻已經(jīng)達(dá)到了每小時(shí)10公里，最高速度可以達(dá)到80公里每小時(shí)�；疖囶^全功率有5000馬力，但是其最低速度高達(dá)每小時(shí)25公里，最高速度可以達(dá)到150公里每小時(shí)。根據(jù)這些最低速度，帶入到上面的功率公式里，可以計(jì)算出上述3種車輛在全功率最低時(shí)速時(shí)的牽引力。小松D575（世界最大的推土機(jī)），每小時(shí)2公里時(shí)，推力高達(dá)130噸，輕松拉跨一座鋼筋水泥大樓不成問題！根據(jù)能量守恒定律，如果這個(gè)推土機(jī)的速度達(dá)到最高速，那么。。。推力也僅僅只有26噸了，而且不能再快了，因?yàn)槁膸к嚨淖陨碜枇Ψ浅４�，加之巨大的車重，速度在提升的話，連牽引自身的力量都不夠了，這個(gè)時(shí)候你會發(fā)現(xiàn)1000馬力的功率已經(jīng)不夠了，怎么辦？只有加大功率，讓其在牽引力相同的情況下獲得更快的速度！至于其他兩種車輛的最低速度牽引力計(jì)算，我就不說了。方法一樣。你會發(fā)現(xiàn)，1500馬力的坦克最大牽引力只有40~45噸，火車頭只有45~50噸。（以上計(jì)算都沒有將靜阻力及牽引阻力計(jì)算在內(nèi)，有興趣的可以參考百度百科看一下實(shí)際輸出牽引力，和上面的數(shù)值差別不大）
上述介紹過以后，以大家最常用的家用轎車做個(gè)簡單的講解。一輛布加迪威龍，發(fā)動機(jī)功率高達(dá)1200馬力，車重在1噸。根絕其加速度可以估算出其牽引力最大只有1.5~2噸。。。想不到吧，不要以為其1200馬力的功率有會讓車子輸出多大的力，甚至有人說布加迪威龍的動力可以和坦克抗衡，那是不可能的，那點(diǎn)也就是公交車三分之一的動力。因?yàn)槠渌俣?秒多就可以達(dá)到百公里每小時(shí)。高中的加速度公式就可以算出其牽引力在這種速度下不可能達(dá)到40多噸，那樣強(qiáng)大的力量會讓車子碎掉的，工程師們也不會這樣設(shè)計(jì)一輛用來跑速度的賽車。
一般的家用轎車都是采取區(qū)間加速度的方式標(biāo)示你的車子從0~40公里/小時(shí)所用的時(shí)間，根據(jù)這個(gè)參數(shù)和發(fā)動機(jī)功率可以大致計(jì)算出你的車子爬坡能力和爬坡速度。大部分家用駕車標(biāo)示所用的時(shí)間都在5~8秒左右，就以最常見的6秒左右來計(jì)算一輛1.2噸重的100馬力捷達(dá)來計(jì)算，其0~40公里每小時(shí)的啟動牽引力在300公斤力左右，也許有人會告訴你，300公斤的力能讓汽車啟動啊，笑話！但你可以想想，你一個(gè)人在推動汽車的時(shí)候，需要用的力量大嗎！？是不是和你上坡推一輛摩托車用的力差不多，恐怕連30公斤的力都沒有吧。他又會說，那300公斤的力，怎么能讓1噸多的汽車爬坡，這不更是笑話！。。。別理他，公式說明一切：坡度=arctan(輸出力（公斤）/車子質(zhì)量（公斤）)，粗算可以爬坡在14~17度之間，而這正是一般家用轎車的爬坡度，看看廠家提供的性能參數(shù)介紹�。。∷麖氐讻]話說了吧。。
選購車子時(shí)一定切記聽那些賣車人亂忽悠，因?yàn)殇N售看的是心理活動，他如果看出你想買某款車子時(shí)，他可能會把某款車子夸的天花爛墜，雖然他在車輛使用和保養(yǎng)上面比你有經(jīng)驗(yàn)的多，但是畢竟他不是設(shè)計(jì)汽車的人。
另外要切記一點(diǎn)，家用車要以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠為主，不要追求什么超快的加速度，什么最高車速。沒用，一定用也沒有！超快的加速度說明車子力量很大，車子力量大如果發(fā)動機(jī)功率小你的車子會很重，因?yàn)樽兯傧鋾纫话丬囈蟆＿@個(gè)一定要和發(fā)動機(jī)的功率配合好才可以。另外，你買的家用轎車也不是為了去越野或者載重吧，更不是為了和人家競速。所以那些什么速度加速度只能用作參考。不能作為你選車的關(guān)鍵因素。工程師在設(shè)計(jì)各類車輛時(shí)都是有自己的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的，家用車有家用車的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不是亂來的，人家給你設(shè)計(jì)的車子不會讓你在滿載時(shí)出現(xiàn)帶不動的事情，那不成笑話了！。所以你買了加速度和速度很快的車子，也只能說明一個(gè)問題，你是有錢燒的，不怕費(fèi)油！
最后提醒你一下，如果不是必要情況下，誰也不會讓發(fā)動機(jī)工作在全功率或全扭矩的情況，那樣只會縮短你的車子使用壽命。所以發(fā)動機(jī)功率和扭矩作為一般參考即可。你大可放心，工程師不會笨到讓車子連個(gè)地庫坡都爬不動的！
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上篇大體介紹了加速度、速度和牽引力的粗算介紹，也許有人會提出這樣一個(gè)問題：同樣功率的柴油機(jī)和汽油機(jī)，為什么柴油機(jī)可以驅(qū)動重型車輛，而汽油機(jī)只能驅(qū)動小型車輛呢？原因如下：
假設(shè)同樣都是200馬力的活塞式4沖程發(fā)動機(jī)，且耗油量一樣，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速高，但是活塞行程短；柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速低，行程大。這個(gè)行程，實(shí)際上指的是曲軸的搖臂運(yùn)動直徑，就是簡單機(jī)械中的輪軸，搖臂的搖動直徑大，發(fā)動機(jī)輸出的力量就大，而速度不可能很快；搖動直徑小，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高，但力量小。這個(gè)和你擰螺絲一樣，如果你的工具動力臂長，你擰起來肯定省力，但是你不會擰的很快；反之亦然。
在這里引出一個(gè)新的單位：扭矩。上個(gè)章節(jié)提過這個(gè)，至于如何計(jì)算扭矩，其實(shí)就是發(fā)動機(jī)曲軸外邊緣轉(zhuǎn)過1米乘以輸出的力。而這個(gè)力也可以理解為：你將一個(gè)重物提起1米所做的功。這個(gè)功就是扭矩。比如扭矩為140N.M的發(fā)動機(jī)，實(shí)際上指的是將一個(gè)14公斤的重物提起1米所做的功。而提起1米所用的時(shí)間越短，說明發(fā)動機(jī)功率越大，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速很快。說道這里補(bǔ)充一點(diǎn)：加入發(fā)動機(jī)的扭矩一樣，但功率不同，說明功率大的發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速高（適合高速汽車使用）。如果功率一樣，而扭矩不一樣，扭矩大的說明發(fā)動機(jī)輸出力量大，而轉(zhuǎn)速低（適合越野或載重汽車使用）。
說到這里，有悟性的朋友應(yīng)該明白點(diǎn)什么了，發(fā)動機(jī)的功率大，不一定就代表著發(fā)動機(jī)的力量大，而可能是因?yàn)槠滢D(zhuǎn)速很高！你可以聽聽跑車發(fā)動機(jī)在怠速時(shí)候的聲音，對比一下大型車發(fā)動機(jī)在告訴運(yùn)動時(shí)的聲音，就應(yīng)該能明白，跑車發(fā)動機(jī)即使是怠速狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速也可以達(dá)到和大型車的發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速一樣。
像斯太爾或者其他的重型車輛所用的發(fā)動機(jī)可能也只有200馬力，但其由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很低，最高可能只有3000轉(zhuǎn)，其輸出的發(fā)動機(jī)扭力可以是200馬力的汽油機(jī)的5~6倍！所以可以通過很少的變比就可以驅(qū)動很重的車輛，這樣也不會損失很多速度（基本可以達(dá)到100公里每小時(shí)）。而200馬力的汽油機(jī)想驅(qū)動斯太爾。。。當(dāng)然可以！不過，由于其輸出的力量很小，想驅(qū)動一輛10噸的車需要換上大變比的變速箱，這樣要犧牲很大的速度，而且由于變速箱體積變大，質(zhì)量變大，機(jī)械效率會嚴(yán)重下降。在同樣的速度下，牽引力就可能達(dá)不到車輛的承載要求了，十分不經(jīng)濟(jì)。
所以，下次你再聽到什么誰家的跑車有250、300甚至更大馬力的時(shí)候，不要以為他的車動力驚人，因?yàn)樗陌l(fā)動機(jī)力量并不大，一般要到6000轉(zhuǎn)以上才可以發(fā)揮其最大扭矩，而家用車一般在3000~4000轉(zhuǎn)即可達(dá)到最大扭矩，你的發(fā)動機(jī)雖然只有100馬力，但是發(fā)動機(jī)扭力不會比他的差很多！只是速度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人家。所以賽車發(fā)動機(jī)往往最少都是V8發(fā)動機(jī)，有的更夸張，用V16的發(fā)動機(jī)。這樣做的目的就是因?yàn)槠浒l(fā)動機(jī)活塞行程太短，過分追求的是高轉(zhuǎn)速，只用4缸發(fā)動機(jī)可能連驅(qū)動車子都費(fèi)勁，不過大家想想，增加了這么多的汽缸，而且其活塞往復(fù)速度很快，單位時(shí)間內(nèi)燃燒的燃料反而會大于一般發(fā)動機(jī)，假設(shè)一般的車一個(gè)沖程周期燒0.005升的油，1秒鐘會少30次，不過才0.15升;而賽車發(fā)動機(jī)同樣燒0.0025升的油，1秒鐘會燒100次，那就是0.25升，再加之汽缸又比一般車要多，能不費(fèi)油嗎！車輛費(fèi)油，單位時(shí)間內(nèi)排放的廢氣就多，排氣管自然要加粗。。。而且跑車為了顯示動力，工程師會特意把排氣管放弄的更粗，再加之不安裝消音器，發(fā)動機(jī)由于活塞運(yùn)動速度過快，噴入汽缸內(nèi)霧化的燃油量又比較大，有的沒燃燒完就被排除排氣管，排氣管內(nèi)溫度很高使得油氣在排氣管內(nèi)發(fā)生爆燃（就是排氣管噴火的效果）加上發(fā)動機(jī)排氣出來的聲音，你就會覺得那個(gè)車子的力量一定很大。。。
雖然賽車發(fā)動機(jī)增加了缸徑，但是增加的那點(diǎn)直徑對于增大發(fā)動機(jī)燃燒室體積來說是杯水車薪。因?yàn)檐嚨捏w積已經(jīng)限制住了發(fā)動機(jī)不能長的“矮胖”，而卻可以讓其變的“瘦高”，雖然采用了V行結(jié)構(gòu)，可依然不能增加太多的行程來擴(kuò)大燃燒室體積。
而且，同樣功率的柴油機(jī)和汽油機(jī)對比，柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡單（壓燃），體積可以做的更小。汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜（電子點(diǎn)火），體積也偏大。有心的可以注意一下，一般家用車100馬力的汽油機(jī)體積會比100馬力柴油機(jī)的體積要大。這個(gè)也是燃料性質(zhì)不同造成的。
當(dāng)然，這里并不是說汽油機(jī)一無是處，汽油機(jī)由于其轉(zhuǎn)速高，對于要求高速行車的車輛來說用汽油機(jī)非常合適。而且由于汽油機(jī)活塞行程短，發(fā)動機(jī)的振動小很多，噪音也沒那么大。因?yàn)橛捎谌剂显谄變?nèi)是爆燃，所以對活塞會產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊力，曲軸的搖臂直徑過大，會讓發(fā)動機(jī)劇烈振動，噪音會變的很大。（你在搖把手的時(shí)候應(yīng)該有感覺，和你直接轉(zhuǎn)動把手哪個(gè)更穩(wěn)定是直接能看出來的）由于柴油機(jī)的行程大，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的噪音就大，振動也大，用在家用車上會讓你十分不舒服，而且速度也不會很快！
有些汽車廠商，比如沃爾沃，也一直在制造大型的汽油機(jī)客車。這種客車的噪音非常小，行駛更穩(wěn)定，會讓乘客幾乎在車內(nèi)聽不到發(fā)動機(jī)的隆隆聲，也感覺不到發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動。但是其缺點(diǎn)是費(fèi)油，而且車輛的載重爬坡能力沒柴油機(jī)那么好，爬坡時(shí)速度較慢。
到這里，車輛的動力部分就算介紹完了，有興趣的朋友可以多去看看書，查點(diǎn)資料。下一篇將給大家介紹車輛的安全性能。
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今天有人問我關(guān)于爬坡角度的問題，前兩部分講的內(nèi)容有點(diǎn)疏漏，在這里給大家補(bǔ)充一點(diǎn)知識。爬坡度在手冊里一般都會用百分比來表示，這個(gè)需要特別說明一下：
汽車廠商一般在手冊上一般在車輛爬坡角度上標(biāo)注的不是角度，而是百分之多少。大部分普通家用轎車上會標(biāo)注在27%~32%，而越野車大部分標(biāo)注在35%~45%。注意�。�！這個(gè)角度可不是用90°乘以這個(gè)百分比，而是一個(gè)反三角函數(shù)公式計(jì)算出來的：角度=arctan(百分比)，把廠商提供給你的這個(gè)百分?jǐn)?shù)帶入到這個(gè)公式里，就可以得出車輛的爬坡角度了。比如普通家用車一般在30%的比較多，帶入到公式后：arctan(0.3)=16.6992° 這個(gè)才是車輛實(shí)際的爬坡角度�。。�！可不是90°乘以0.3=27°，27°一般的越野車都很難上去！這個(gè)實(shí)際上是牽引力這車總質(zhì)量的比較，在設(shè)計(jì)中用復(fù)數(shù)的形式表示。因車輛的總質(zhì)量為固定數(shù)值，所以用實(shí)數(shù)來表示，牽引力因其經(jīng)常變化，一般用虛數(shù)來表示：m*G+Fj，但因加速度要受到兩種力的共同制約，所以在工程計(jì)算時(shí)將這個(gè)表示法進(jìn)行了簡單的變換：力常數(shù)=F/(m*G)，這樣可以得出一個(gè)可以方便計(jì)算的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就百分比。即可以大致地推算出車輛的加速度，也可以推算出車輛的爬坡角度。
現(xiàn)在有了這個(gè)公式，當(dāng)你想買越野車時(shí)，就可以不用聽那些銷售員在那里忽悠什么車子可以爬30°以上的坡。那數(shù)值可不是90乘以百分比�。�！
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