汽車驅(qū)動力的計算方式

1、汽車驅(qū)動力的計算方式將扭矩除以車輪半徑，也可以從發(fā)動機馬力與扭力輸出曲線圖中發(fā) 現(xiàn)，在每不同轉(zhuǎn)速下都有一個相對的扭矩數(shù)值，這些數(shù)值要如何轉(zhuǎn)換成實際推動汽車的力量呢？答案很簡單，就是除以一個長度，便可獲得“力” 的數(shù)據(jù)。舉例說一下，一臺1.6升的發(fā)動機大約可發(fā)揮15.0kg-m的最大 扭力，此時若直接連上185/60R14尺寸的輪胎，半徑約為41 H米，則經(jīng) 車輪所發(fā)揮的推進力量為36.6公斤（事實上公斤并不是力量的單位，而 是重量的單位，須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標準單位“牛 頓”）。但36公斤的力量怎么能推動一噸多的汽車呢？而且動輒數(shù)千轉(zhuǎn)的發(fā) 動機轉(zhuǎn)速更不可能恰好成為輪胎轉(zhuǎn)速

2、，幸好聰明的人類發(fā)明了 “齒輪”， 利用不同大小的齒輪相連搭配,可以將旋轉(zhuǎn)的速度降低,同時將扭矩放大。 由于齒輪的圓周比就是半徑比，因此從小齒輪傳遞動力至大齒輪時， 轉(zhuǎn)動 的速度、降低的比率、以及扭矩放大的倍數(shù)，都恰好等于兩齒輪的齒數(shù)比 例，這個比例就是所謂的“齒輪比”。舉例說明-以小齒輪帶動大齒輪，假設(shè)小齒輪的齒數(shù)為15齒，大齒輪的齒數(shù)為45齒。當小齒輪以3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而扭矩為20kg-m時，傳遞至大齒輪的轉(zhuǎn)速便降低了1/3，變成1000rpm；但是扭矩卻放大 了三倍，成為60kg-m。這就是發(fā)動機扭矩經(jīng)過變速箱可降低轉(zhuǎn)速并放大 扭矩的基本原理。在汽車上，發(fā)動機將動力輸出至輪胎共

3、經(jīng)過兩次扭矩放大的過程，第一次是由變速箱的檔位作用而產(chǎn)生， 第二次則取決于最終齒輪比（或稱最 終傳動比，也可稱為尾牙）。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒 輪比的相乘倍數(shù)。舉例來說，一輛手動檔的思域，一檔齒輪比為3.250 ,最終齒輪比為4.058，而引擎的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm,于是我們 可以算出第一檔的最大扭矩經(jīng)過放大后為14.6 X 3.250 X 4.058=192.55kgm，比原引擎放大了13倍。此時再除以輪 胎半徑約0.41m，即可獲得推力約為470公斤。然而上述的數(shù)值并不是實 際的推力，畢竟機械傳輸?shù)倪^程中必定有磨耗損失， 因此必須將機械效率 的因素考慮在

4、內(nèi)。論及機械效率，每經(jīng)過一個齒輪傳輸，都會產(chǎn)生一次動力損耗，手動 變速箱的機械效率約在95知右，自動變速箱較慘，約剩88知右，而傳 動軸的萬向接頭效率約為98%各位可以自己計算一下就知道實際的推力 還剩多少。整體而言，汽車的驅(qū)動力可由下列公式計算：扭矩X變速箱齒比X最終齒輪比X機械效率 驅(qū)動力=輪胎半徑（單位為公尺）了解如何將扭矩經(jīng)由變速箱的齒比放大成為實際推力之后，接著可以研究什么叫做“馬力”。馬力其實也不是一種“力”，而是一種“功率” 的單位，定義為單位時間內(nèi)所能做“功”的大小。盡管如此，我們不得不繼續(xù)使用“馬力”這個名字，畢竟已經(jīng)用太久了，講“功率”恐怕大多數(shù) 消費者都聽不懂？功率是由扭

5、矩計算出來的，而計算的公式相當簡單：功率(W) = 2兀X扭矩(N-m) X轉(zhuǎn)速(rpm)/60，簡化計算后成為：功率(kW)=矩(N-m)x轉(zhuǎn) 速(rpm)/9549 ,詳細的推導請參看方塊文章。然而功率“kW要如何轉(zhuǎn)換 成大家常見的“馬力”呢？下面還要給大家分析兩種不同的馬力， 英制與 公制。公制：1PS=735W英制：1hp=746W談到發(fā)動機的馬力，相信有些人會下意識的想到DIN、SAE EEC JIS等等不同測試標準，但由于英制與公制的不同，對“馬力”的定義就不一 樣。英制的馬力(hp)定義為：一匹馬于一分鐘內(nèi)將200磅(lb)重的物體拉 動165英尺(ft)，相乘之后等于33,00

6、0ft-lb/min;而公制的馬力(PS)定 義則為一匹馬于一分鐘內(nèi)將75公斤的物體拉動60公尺，相乘之后等于4500kg-m/min。經(jīng)過單位換算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)最終我們發(fā) 現(xiàn)英制的1hp=4566kg-m/min,與公制的1PS=4500kg-m有些許差異，而如 果以功率W(1W=1Nm/sec=9.8kgm/sec床換算的話，可得1hp=746W;1PS=735啊項不一樣的結(jié)果。到底世界上為什么會有英制與公制的分別，就好像為什么有的汽車是 左舵，有的卻是右舵一樣，是人類永遠難以協(xié)調(diào)的差異點。 若以大家比較 熟悉的幾個測試標準來看，德國的DIN與歐洲共同

7、體的新標準EEC還有日 本的JIS是以公制的PS為馬力單位，而SAE使用的是英制的hp為單位， 但為了避免復(fù)雜，國內(nèi)一率將馬力的單位標示為hp。而現(xiàn)在越來越多的汽車廠家已經(jīng)采用絕無爭議的kw(千瓦)作為發(fā)動機動力輸出的功率數(shù) 值。不過話說回來,1PS與1hp之間的差異僅1.5%，每一白匹馬力差1.5匹，差異并不大。一般自然吸氣發(fā)動機的房車多半僅在200匹馬力以下，兩者由于定義的差異也僅3匹馬力左右，因此如果真要斤斤計較的話，就 把SAE標準的數(shù)據(jù)多個1.5%)P巴！不過SAE JIS、DIN、EEC各種測試標準 之間亦有些許差異,單位之間不能真正劃上等號,然而在差別不大的情況 之下，就當作相同

8、吧！管他是英制還是公制，都差不多可以視為相等。終于可以做結(jié)論了！將上述獲得的馬力與功率換算方式代入功率與扭 矩的換算公式，并且將扭矩的單位換算為大家熟悉的kg-m之后，可得下歹0結(jié)果：英制馬力hp=ffl力(kg- m)x引擎轉(zhuǎn)速(rpm) /727公制馬力PS =扭力(kg- m)x引擎轉(zhuǎn)速(rpm) /716知道這些公式之后有什么用呢？從馬力hp=ffl力X轉(zhuǎn)速/727看來, 如果能增加引擎轉(zhuǎn)速，扭力不變的情況下，便能增加馬力。例如若能將轉(zhuǎn) 速從6000rpm增加到8000rpm,等于增加了33%但因為凸輪軸的角度限 制使得8000rpm時扭力下降了10%而這種情況下仍能使馬力增加19.7%,這說明了時下改裝計算機為何能在解除斷油后大幅增加馬力。所以希望大家在改裝電腦是更加謹慎。讓我們從另外一個角度來想：如果在同樣的轉(zhuǎn)速下，增加20匹馬力， 代表能增加多少推力呢？以最大扭力點發(fā)揮于5000rpm的情況下，將公式 稍微變換一下，可發(fā)現(xiàn)增加的扭力=20hpx 727/ 5000rpm=2.9kgm。再將 這個結(jié)果代入汽車驅(qū)動力的公式，同樣以思域的一檔計算，2.9 X 3.250 X 4.058/0.41=93公