凯美瑞运动版

凯美瑞-8凯运动版加速不入流，从功，功率，扭距谈发动机效率和加速能力

凯美瑞,什么是功？物理学上对功的定义为，以F（单位N）大小的力，推动物体移动长度为S（单位m）的距离，做功为F*S，单位为焦尔J，量纲与Nm等价（和扭距的量纲一样，但含义差异），也是热量的单位什么是功率？物理学上对功率的定义为，在单位时间内做的功，称为功率，单位为瓦特，量纲与J/s等价。什么是扭距？刚才在功和功率中讨论的都是直线运动，扭距则是曲线运动的一个概念，在一个半径为R的圆周上，施加F大小的力，则扭距为F*R，单位为N*m。那么在圆周运动上，又如何计算功和功率呢？还是按照功的定义，力距离就是功。对一个半径为R的圆，力大小为F，则圆旋转一圈，将做功F*2PI*R，可以看出，功的大小就是力乘以圆的周长，其大小等价于2PI*扭距。从刚才扭距的概念，和其将圆旋转一圈所做的功相比，可以得出，以1Nm的扭距，做功一圈，将做功6。28J，如果转速为1圈每秒（即60RPM），则功率为6。28万。那么，现在可以把扭距和功率的概念联系在一起了，联系的关键点就是转速，也就是说，功率＝扭距6。28转速，如果转速的单位使用RPM，就是圈每分钟的话，而功率的单位使用瓦，则功率W＝扭距转速0。105。所以，很明显的一个概念是，旋转的设备，当转速一定时，其扭距和功率是等价的，是可以互相转换计算的。也就是说，不管是电机，还是发动机，其相同转速下的功率等价于相同转速下的扭距，两者的值在相同的转速下是一个固定的比例关系。那么再来讨论发动机的功率和效率。注意这个参数，空燃比，即空气与燃油的质量比例，其理想值约为14。7，在这个值下，燃烧将最充分，且不需要多余的空气。那么在不考虑燃烧效率的情况下，发动机吸入的空气，将决定使用多少燃油，而吸入的空气由气缸容量决定，这里就不考虑增压机器了，因为这时计算空气体积需要知道另外一个参数，就是增压值（注意这和压缩比完全不是一回事）。那么，发动机的排量如果是1升，油门全开的时候，将吸入接近1升的空气，此时为了计算方便，取1升，且认为空气密度为1g/L（实际上的值应该更大一点）。那么，磨损的燃油为1/14。7g。而发动机四个冲程，将带动飞轮旋转两圈，则转速为2的时候，将磨损燃油1/14。7g。那么我们来看4000转的效率（因为低转速下有燃烧不良的现象，所以我们取效率较高的中等转速区来计算发动机效率），4000转油门全开时，发动机的扭距为90Nm，功率则为37。7KW，而磨损燃油则为8163克。每kg的燃油包含约46MJ的热值，即12。7KWH的能量，而8163克则包含103。7KWH的能量，发动机效率为36。3锒缁男试蛐枰扑愕缌鞯拇笮。一姑蝗パ啊Ｒ蛭缁屎芨撸夜ぷ髑芸恚砸话闳?0?5锟梢粤耍恍枰源俗龆钔獾墓刈ⅰＯ衷谠倮纯醇铀倌芰ΑＴ诤雎月痔ブ柿康那榭鱿拢床患扑懵痔サ男吡浚浼铀俣却笮∪【鲇诙妥枇Γń龆硕频刈蕉雎云德痔サ哪Σ梁头缱瑁梢缘玫狡翟谄鸩绞钡募铀俣任?扭距传动比/轮胎半径/汽车质量取传动比为12（F3的1挡，好像F0的1挡也是12），取最大扭距为90Nm，轮胎半径为0。28米，车重取1吨（F0，油，人），则加速度为3。8米每秒方，也就是说F0烧胎起步的加速度可达0。38个G如果是50KW电机，最大扭距是300NM，车辆的自重是2吨，减速比是6。68倍（e6的减速比，7200转时极速到140），轮胎是22560R17(直径72。4mm，半径0。36米)，再来计算起步和中途加速的能力：起步：300NM6。68/0。36/2000＝2。78m/s^2，比F0还慢，如果减速比设到10倍，则可到4。2米每秒方，比F0好一些，但10倍的加速比极速只能到100了20公里：不变，和起步时相同30公里：首先计算下扭距，30公里时的转速为30/3。6/2。27=3。67圈每秒，电机转速为25（10倍时为36。7），扭距还是300了，（但10倍则降为216NM）加速度和起步时相同，而10倍则为216*10/0。36/2000=3m/s^2了，可见，即使是10倍的减速比，加速能力也下降至3了，也就是10倍的减速比只对20公里以下起作用40公里：重新计算扭距，40公里时的转速为40/3。6/2。27=4。9圈每秒，电机转速为32。7（10倍时为49），扭距为243，10倍降为162NM243*6。68/0。36/2000＝2。25，10倍减速比，其加速能力也一样，充分说明当过了最大功率区后，功率一样，加速能力一样80公里：重新计算扭距，80公里时的转速为80/3。6/2。27=9。8圈每秒，电机转速为65。4，扭距为121NM121*6。68/0。36/2000＝1。13，加速能力只有40公里时的一半。对比F0的加速能力，当F0在80公里时，用四档提速，转速为3000转，扭距还不足90，具体多少我就不算了，按90算吧，减速比为4倍，加速能力为1。29用3档提速，转速为4000转，扭距90，减速比为5。28，加速能力为1。7米每秒方可见，如果自重达2吨的车，用50KW的电机，其加速能力还不如F0，而且是远远不如，如果F0用3档破百的话。

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