扭力等於加速能力？ (第19頁)

shiorizero
個人積分：676分
文章編號：33313372

676分

181樓

2012-01-14 18:07

自昨夜看到這篇文章就覺得很有趣，用物理來討論車子，這有點像用自然解釋靈異現象。
首先提到「牛頓第二運動定律 F=m*a」這個東西好了!
自過去以來所看到的題目都只有在「力與運動方向相同」的例子上!
拿來這邊要解釋引擎對車子的出力? 這真是會笑破物理學家的大牙!
先談談引擎活塞的力量傳到曲軸後，經過齒輪→輪子，一連串的動作全都是用「轉動」來進行!
包括車子的轉子帶動車子前進也是以「圓周運動的切線方向」來讓車子向前!
真不知引擎的哪個力能直接影響這個加速度"a"?
相對的，扭力 = 力矩，換算下，不正能由一連串的流失比例算出實際上到達「輪胎外圈」的力?
這樣子想下來，扭力換算後所得的「力」可假想為牛頓第二運動定律下的"F"了!
所以扭力與起步時的加速度有關!

然而~
台灣車商永遠都寫上「0~100KM/Hr」的數據，
反觀~誰知道「0~60KM/Hr」的數據如何?
車子的馬力與扭力是經過轉速來換算，而轉速由扭力帶動上去，
可說是除了低速檔位(1、2檔)時的加速度外，過3檔後的動力來源就是我們所知的「馬力」。
當然，馬力是能量單位!其決定的是「極速的大小」這一點是不容置疑的!(由動能 = mv^2/2 可知道)

另外嘛~實在無法理解...

meridian wrote:
BMW 120d vs 118i, 扭力差一倍, 加速卻差不多

請問這個差不多是差多少?
二者馬力值也不同，不知道您怎麼比較出是扭力還是馬力的問題?
再來，二者的車重也不同(差50Kg)~哪來的「平等」比較?(輪圈大小一樣!?)
說是「扭力派的堅持」倒覺得是「馬力派的曲解」~
如果說馬力能決定加速度，那不知道Luxgen 5與323i的加速度誰快?
雖然車重差了40Kg，但馬力323i可是比Luxgen 5 多20HP!
0-100卻是323i輸了!
相信，如果是0-120也許是323i贏，但這表示「低速」靠扭力!

小弟才疏學淺，大學聯考物理也不過才92分而已~但談力學小弟可是非常有興趣!
還望各位前輩發現小弟所言哪些部分有誤能多多指教~

viper2736

viper2736
個人積分：0分
文章編號：33313572

0分

182樓

2012-01-14 18:30

首先不可能用這麼簡單的公式去推導
簡單理論和實際值有很大差別
看文章第一段就打槍

EX.輪胎及內部機件能量損耗,設計, 摩擦係數?

還有其他更多尚未考慮的因素都未列入

結論: 實際測試才是王道不然一切都只是紙上談兵!

zhihao2168

zhihao2168
個人積分：5分
文章編號：33313800

5分

183樓

2012-01-14 18:55

電動馬達不像傳統引擎需要經過活塞運動帶動曲軸,損耗會比較少,輸出比較直接

bvmbmb

bvmbmb
個人積分：91分
文章編號：33314317

91分

184樓

2012-01-14 19:51

shiorizero wrote:
台灣車商永遠都寫上「0~100KM/Hr」的數據，
反觀~誰知道「0~60KM/Hr」的數據如何?...(恕刪)

幾乎全球車商都公布這樣的加速數據，公制100公里/英制60英哩，也不是台灣車商故意這樣做...
畢竟這等於國際習慣，也算是引擎表現的一個公認客觀判斷基準。

印象中，馬力≒扭力(轉矩)x引擎轉速÷716 的樣子？
但不同的引擎，就算數據一樣、表現也不相同，討論這個其實有點紙上談兵...

喝謊言欺瞞奶水下成長的孩子，不容易相信外界的真相。說別人不敢面對二戰罪行，自己不也竄改戰史教育孩子？

諸惡莫作眾善奉行

諸惡莫作眾善奉行
個人積分：6分
文章編號：33314674

6分

185樓

2012-01-14 20:23

扭力通常低轉速域就能發揮出來,馬力要高轉速域才能發揮出來,過了扭力峰值的再加速度要靠馬力拉昇.
靜態起步靠扭力推動車重和爬坡(低轉)而轉速已超過扭力峰原的動態再加速度靠馬力,所以加速能力要看目前引擎轉速是在扭力帶或馬力帶.
汽油引擎高馬力要兼顧大扭力通常靠提升排氣量;
柴油引擎大扭力要兼顧高馬力通常靠增加變速檔.

既然上了賊船，就要做個成功的海盜。

catanddog91

catanddog91
個人積分：43分
文章編號：33314806

43分

186樓

2012-01-14 20:36

扭力跟馬力同時重要~~~!!

兩個參數同時要參考

在計算一個效率的時候，要算起步扭力先看物體可否先由靜止啟動，

啟動後馬力曲線與功率曲線同時去計算，兩個取最小值

這樣就可以算出加速度曲線，所以兩個算時要同時符合取小值

fengyaocheng

fengyaocheng
個人積分：116分
文章編號：33315097

116分

187樓

2012-01-14 21:00

許多人還是模糊了焦點最大馬力及馬力輸出曲線才是重點

舉例來說假設兩台機械結構完全一樣的車最大馬力相同僅差在引擎的馬力輸出曲線不同如下圖
則藍色輸出曲線的車加速一定會比較快

藍色曲線馬力曲線比較飽滿是因為其引擎輸出的低轉扭力優於紅色曲線在低轉就能創造出比較大的馬力所以加速較快

josephyen

josephyen
個人積分：85分
文章編號：33315384

85分

樓主

2012-01-14 21:21

shiorizero wrote:
自昨夜看到這篇文章就...(恕刪)

嗯嗯，滿有趣的，小弟當年好像只考八十幾。

我覺得我好像需要再把文章講一次。
哪個步驟有問題麻煩提出。

F=ma 是用在計算輪胎與地面切面的施力。
F 為輪胎對地面切面的橫向施力，同樣的抵面會施予對等的反作用力，因而車子前進。
m 為車子質量，視為常數
a 為車子加速度
m 為定質，a為所求目標，F 則可從輪胎的力矩求得。

接著由輪胎的力矩求 F
torque_w = r * F
r 為輪胎半徑，可視為常數
torque_w 為輪胎力矩
帶入上面式子，得
a = torque_w/(m*r)
由於 (m*r) 視為常數，故 a 正比於 torque_w

許多人的誤解就是以為 torque_w 就等於引擎的扭力，事實上經過變速箱後已經是不一樣了。最簡單的算法是用功率。
假設 power_e 為引擎功率，torque_e 為引擎輸出力矩，rpm_e 為引擎轉速。
power_w 為輪胎功率，rpm_w 為輪胎轉速

power = torque * 2pi * rpm/60

假設在傳動過程中能量沒衰減 power_e = power_w
torque_w * 2pi * rpm_w/60 = power_e
torque_w = (power_e*60)/(rpm_w*2pi)

帶入加速度的式子
a = (power_e*60)/(rpm_w*2pi*m*r)
另 k = 60/(2pi*m*r)
得 a = k * power_e/rpm_w
用中文來說
車子加速度 = k * 引擎功率/當下車速

與我的結論相同，當車子在某個速度，加速度正比於引擎功率。

當然比較有爭議的是，引擎並非隨時維持最大功率在運作。尤其是 1 檔的狀況，引擎需要一小段時間爬升到最大功率，這部份就是看變速箱設計了，非常理想的變速箱，甚至可以 0.5km/hr 時就已經達到最大功率。

沒有這麼完美的變速箱，就要看引擎的功率曲線，低轉速有較飽滿功率的引擎，在轉速爬升的過程就能提早提供較大的功率。

上述式子並沒有考慮到風阻，所以如果單看上面的式子，只要有無限的檔位，車子可以無限加速。若要討論極速的問題，用力比較好討論，而不是加速度。有物裡基礎的都知道，對一個物體施力，物體可以無限的加速。車子運行過程，由於輪胎對地面施力，而地面提供反作用力，汽車因而前進。然而隨著速度越快，風阻也就越大，當風阻與輪胎對地面的側向施力相同時，就會維持速度。

Ramsa

Ramsa
個人積分：3664分
文章編號：33316550

3664分

189樓

2012-01-14 22:33

josephyen wrote:
嗯嗯，滿有趣的，小弟...
沒有這麼完美的變速箱，就要看引擎的功率曲線，低轉速有較飽滿功率的引擎，在轉速爬升的過程就能提早提供較大的功率。
(恕刪)

那這段話翻成白話的解釋是不是能說
"
好吧現在不考慮變速箱，只看引擎
低轉高扭力的引擎 B，觀察其轉速爬升至理論最大功率所需的時間t，
並使高轉低扭力的引擎 A ，跑同樣的時間t後，可觀察到引擎A的瞬時轉速，
透過馬力/扭力圖查出此轉速的扭力

依據相關公式可求出引擎A與引擎B當時的 F_W

參考 F=1/2 m V^2

可觀察到時速 VA 及時速 VB

而時速VA/t、時速VB/t 便是 t 時間內兩引擎的平均速度變化量，也就是單位時間加速度
簡化來說，就是加速能力
"

那............哪顆引擎算加速能力比較好？

-----
版主最大的問題，還是沒有考量到單位時間後的變化量

"車子加速度 = k * 引擎功率/當下車速"
也只能解釋瞬時
對於下一秒的變化就無法完全解釋

假設比較點的引擎功率為 100
A 車轉速及扭力為 20 , 5
B 車轉速及扭力為 10 , 10

當要將引擎功率提升至 120 時
A 車轉速及扭力為 24 , 5
B 車轉速及扭力為 12 , 10

相較之下A車需要將轉速提升4個單位，而B車僅需要提升2個單位

加速能力？只看馬力？

願機會永遠對你有利 May the odds be ever in your favor.