• 257

扭力等於加速能力?

看來這棟樓要接近尾聲了


AnCo2626 wrote:
我比較好奇的是, 為啥B到2000rpm, A可以同時到4000rpm

因為A車改了輕量化飛輪
0. 你要我解釋負載條件?我在本棟樓#258就講過了(還要幫你查,好累),真不知道你是不是沒有看清楚別人的話就開始批別人的例子舉的不好,還是又要準備開始扯什麼了....
BTW
如果你家的電腦400W power每次開機都吃到400w的話,那你就當我沒說過吧。
abc630 wrote:
多出來的馬力?

你讓我想到一個例子:
客戶:老闆!我電腦的POWER是2000W的,為什麼我開機之後只有吃到500W,剩下的1500W跑哪去了!!?
老闆:@#%$^$%^&Y%$^.............(謎:你怎麼不乾脆問電腦沒開機時,2000W都跑哪去了...囧)

這樣不知道有沒有讓您清楚一點?


1.你有禮貌要讓我先講,那我就不客氣了。引擎的輸出功率就是在描述車子的速度行為,因為當引擎出力為T的情況下,當車速V越高,功率就越大,因為功率等於F*V。
小弟我講完了,換您。

2.大哥,沒有功哪裡來的功率?有沒有搞清楚因果關係阿?功率的白話文不就是"單位時間內所作的功"嗎?你自己說"一個物體要維持速度移動不需要任何能量,所以 0 功率就足以讓物體維持速度"。不需要任何能量不就是不需要功嗎?還是你指的能量又不是功了?

3a.你說"F=k*power/rpm,功率就是如此轉換成施力。"功率轉換成施力?數學上這樣說沒錯啦,就是事後諸葛啦,因果關係搞清楚了沒?世界上有那個東西是產生出功率才產生出轉速與轉矩的?在旋轉運動中,功率就是在描述轉速與轉矩的狀態,你要用功率來描述轉矩的狀態,我只能說,有啦,考卷上會出啦!

3b.你說"極速,發生在合力為 0,加速,發生在合力大於 0。所以說「加速看馬力,極速看馬力」是非常合理的。當你同意極速看馬力的同時,否定加速看馬力才是不合理的。"
加速,發生在合力大於 0。這句話您說的非常好,這也就是加速看扭力的原因,但後面說那句話"當你同意極速看馬力的同時,否定加速看馬力才是不合理的。",還真的不知道是怎麼扯進來的?想說字打很多插進來不會被發現嗎?還是有哪為大師指點一下,前後兩句話關連性的邏輯是什麼?

4.你說"我從來都沒有否決馬力決定極速。"那小弟早在#109說
abc630 wrote:
針對版主開的標題,再補充一下:

1.馬力決定極速
2.扭力決定加速度
3.轉速決定速度

就是這樣而已

你卻在#114,針對我上面的發言說"別再誤導大眾了",這又是怎麼回事?是自打嘴巴?還是選擇性健忘?

josephyen wrote:
abc630 wrote:
我舉的例子是在討論效率?那我只能說,會看成這樣的人,悟性太低。因為引擎的輸出馬力,是取決於當下的負載條件,這或許不是每個人都想通過,或者是腦袋轉的過來。


那請解釋當下負載條件。


abc630 wrote:
你的第二段偏得有點離譜,請解釋
1. 功率並非動能,不是描述速度行為,而是能描述速度變化量
=> 這段話是誰告訴你的?


那不如討論「在車子上,引擎的輸出功率就是就是在描述車子的速度行為,不是加速度行為。」這句話是誰告訴你的?
排除阻力的狀況,功率明顯跟當下速度一點關係也沒有,而是直接跟加速度有關。
為何考慮阻力後,卻跟加速度無關了?
依照你所說的話,我認為你把功率和動能混淆了。

abc630 wrote:
2. 所以 0 功率就足以讓物體維持速度
=> 你要這樣講勉強可以,正確的說是0功,既然功是0,那單位時間所做的功,也就是功率,當然也等於0。


功率是一個瞬間的狀態,而功是一段時間的能量差異。
如果你先加速做正功,再減速做負功,回到原速度,儘管結果是功為 0,但是速度並非是維持狀態,所以你不能說 0 功等於維持速度。0 功率才能說是維持速度。

abc630 wrote:
3. 所以引擎所輸出的功率被這些抵消後,剩下的才能轉變成前進的施力,才能轉變成加速度。
=> 引擎輸出的功率抵銷後,功率轉換成施力?你是怎麼轉換的?你又說,"轉變成前進的施力,才能轉變成加速度",那不就是加速度與施力有關嗎?還是你要說力跟扭力除了旋轉跟直線外,還有什麼地方不一樣嗎?扯單位?扯公制英制?


加速度確實跟施力有關,這也是我原文中推論的起頭。我開頭就講的 F=ma 以及 τ = r * F ,就是從加速度 -> 施力 -> 輪胎力矩一路開始推論的。

至於你的疑惑,依照前面得到的式子
F=k*power/rpm
功率就是如此轉換成施力。

但由於風阻、輪胎阻力的存在(其他更小的因子先略過),施於車子的力總結為「輪胎施力 - 風阻施力 - 輪胎阻力」。若合力大於 0 ,車子為加速狀態,合力小於 0,車子為減速狀態,合力等於 0 ,車子為等速狀態。

極速,發生在合力為 0,加速,發生在合力大於 0。所以說「加速看馬力,極速看馬力」是非常合理的。當你同意極速看馬力的同時,否定加速看馬力才是不合理的。

abc630 wrote:
4. 當引擎的功率會被這些阻力完全抵消,就代表無法再加速,也就是極速的狀況。
=> 既然引擎的功率被阻力抵銷後,無法再加速,那你不就是再說功率(馬力)決定極速嗎?那為什麼先前還要說我誤導別人?


我從來都沒有否決馬力決定極速。

abc630 wrote:
第三段,我看到你說"油門沒採滿的狀況"這句話,我就看不下去了,你倒底是要不要討論扭力與加速能力的關係?還是要討論大腳踩油門還是神之腳踩油門對加速能力的關係?


第三段是額外的討論,並非回應你。
1. 我不是對你的說法理解有錯誤,而是無法理解,你開宗明義就想說加速不能只看扭力,但是你卻在一個你自己舉的例子當中,一個沒有提到功率的例子當中,你做出了扭力比較大加速會比較快的結論,這...除了你之外,不知道還有誰可以理解?
BTW
a.我沒有比較快樂
b.你說"辯不過人,就玩人身攻擊"是在指我嗎?

2. 我再講一遍(我實在比您有耐心),馬力是被扭力與轉速生出來的,你喜歡說馬力產生扭力,我只能說,考卷上有,在這世界上,你最好要找快一點,因為你要找的地方很多,但是都不會找到。

3. 同上
josephyen wrote:
abc630 wrote:
1. 何來自打嘴巴?你喜歡選擇性健忘,我一點也不意外,我想這也是這棟樓能衝到30層的主要原因,打迂迴戰+無窮迴圈。
我只能說,真的很會扯。


我沒有選擇性健忘,是你對我的說法理解錯誤。
衝到 30 樓是因為經過這麼多討論,還有一方沒有被說服。
辯不過人,就玩人身攻擊,你會比較快樂?


abc630 wrote:
2. 剛剛你舉的例子,裡面沒有提到可以描述馬力或功率的東西,那為啥你可以做出一樣快的結論?


我直接由輪上扭力得到結論。 至於輪上扭力如何從馬力或功率得出,從開樓的原文就已經說過,這棟樓我已經反覆說太多遍了,根本不需要複述。這一點一直都是我推論的重要過程。


abc630 wrote:
. 倒底是因為看不到輪胎上的扭力,所以就可以大主大意的說加速看馬力,還是基於物體運動的原則,做出加速看扭力的結論?


看不懂你在說什麼?「加速看扭力」向來就不是我的結論「加速看輪胎扭力」才是
至於馬力和輪胎扭力的關係,上面我已經說過,我已經回復太多次了。
josephyen wrote:
何來不合理?若你說2...(恕刪)


假設值與市售實車相差太多.
您不如就拿Mondeo汽油與柴油做對比來計算.
實車相比, 相信會更有說服力.

以下2車於2100rpm時, 何者加速較快?

汽油2.3L
6速齒比4.148/2.370/1.556/1.155/0.859/0.686
終傳比 3.750
馬力 165ps @ 6500rpm
扭力 21.7kg-m @ 4200rpm

柴油2L
6速齒比3.583/1.952/1.194/0.943/0.842/0.789
終傳比 4.067(1~4檔), 2.905(5~6檔)
馬力 163ps @ 3750rpm
扭力 34.6kg-m @ 2000~3250rpm

我就是認為扭力才是加速原動力的人(我們還有牛頓在同陣線),至於你說"沒辦法解釋高速需要比較大馬力來維持速度的現象"
我說過了,極速看馬力(#109),可能那時候你還沒到本棟樓報到,但沒有關係,要我再講10遍都沒問題,因為複製真好用。
最後,你是想討論加速度還是速度?
meridian wrote:
對啊, 所以再反過來想, 車速最終會達到定值的原因是什麼? 不就是各種阻力與輪上扭力達成平衡嘛?
那為什麼馬力高的車子可以開得更快? 開得更快不就要有更大的輪上扭力來與阻力達成平衡嗎?
但是再仔細想想, 達到高速的要求似乎只有馬力(不管哪一派的人都認同此點)
但達成高馬力卻有兩條路
1. 高轉速低(曲軸)扭力
2. 低轉速高(曲軸)扭力
顯然認為扭力才是加速原動力的人, 沒辦法解釋高速需要比較大馬力來維持速度的現象
畢竟馬力可以透過適當的變速箱減速比, 轉化為輪上扭力來維持車速
但只有大曲軸扭力, 若轉速低得太過誇張, 不見得可以產生大輪上扭力喔
不好意思,您說"輪上的轉速可由 velocity(每秒公尺)=rpm*2r*pi/60,直接換算為速度"
這句話不就是在說轉速決定速度?
那小弟在#109這樣說,你卻在#114說我誤導大家是怎麼回事?

您又說"假設兩台車輪胎半徑、車重相同,m, r 為常數,這張圖便可視為「加速度-速度」圖。"
您把扭力vs轉速的圖等比為加速度vs速度的圖,我一點意見也沒有,但我有意見的是,你不就是在說扭力決定加速度以及轉速決定速度嗎?在加上您先前說從來都沒有否定馬力決定極速,那小弟在#109說
abc630 wrote:
針對版主開的標題,再補充一下:

1.馬力決定極速
2.扭力決定加速度
3.轉速決定速度

就是這樣而已

您卻在#114,針對我上面的發言說"別再誤導大眾了",那請問我是哪一句話誤導大家了?是
A. 針對版主開的標題,再補充一下:
還是
B. 就是這樣而已

只有五句話,被您刪掉了三句,剩下的兩句挑一個吧。
我依稀記得,您好像有暗指我有人身攻擊之嫌,那上面兩句話您就好好的挑一句吧,否則我就可以不必像您一樣用暗指,小弟可以明指。
BTW
這樣您有比較快樂嗎?
josephyen wrote:
許多人可能有疑慮的是,對於
車A: 5000rpm 140ps, 20kg-m
車B: 2500rpm, 140ps, 40kg-m
這兩類的車,是否車A這台的起步加速就比較弱?是否當車B已經到達最大馬力的 2500rpm 時,車A 還在2500rpm,馬力卻小於車B,也因此起頭的時候輸了車B?其實答案已經在我先前給的圖中了,而這個問題用輪上的扭力會更好說明。

下面為引擎的力矩-轉速圖,紅線為車A,藍線為車B。
按這裡檢視圖片

兩台引擎分別經過 2:1 和 1:1 的終傳比。對於 2:1 的終傳比,轉速會減半,而扭力會加倍,也就是套入 y_new = y(2x)/2 。對於 1:1 的終傳比,曲線不會變。於是,傳達到輪胎的力矩-轉速圖如下。
按這裡檢視圖片

沒錯,兩台車有相同的輪上力矩-轉速圖。兩個曲線完全重疊了。

輪上力矩可由 tau=F*r 以及 F=ma,直接換算為加速度
a = tau/(m*r)
輪上的轉速可由 velocity(每秒公尺)=rpm*2r*pi/60,直接換算為速度
假設兩台車輪胎半徑、車重相同,m, r 為常數,這張圖便可視為「加速度-速度」圖。

於是考慮一檔的狀況,由 0 km/hr 開始加速,中途不換檔。依據這張圖,在任何時刻,兩台車的輪子會同時到達相同的速度。所以兩台車其實會一直保持齊頭的前進,沒有誰輸誰贏。當車B 的輪子到達 2000rpm 時,車A的輪子也會到達 2000rpm。對於車B,輪子在 2000rpm 的時候,引擎是 2000rpm,然而對於車A,輪子在 2000rpm 的時候,由於 2:1 的終傳比,引擎是 4000rpm。沒錯,當車B 的引擎達到 2000rpm 的同時,車A的引擎也達到了 4000rpm。

由這個例子,可以看出 2500rpm, 40kg-m 與 5000rpm, 20kg-m 的兩種車子,起步加速有可能平分勝負。並不是 2500rpm, 40kg-m 必勝。要看扭力值在轉速上的分佈,不能單看最大扭力值的高低。而車廠會視扭力值轉速上的分佈,給予車子適合的終傳比和變速箱各檔齒比。

當然這兩條扭力曲線都是特別設計過,以方便說明,並不等於柴油、汽油車的真實狀況。拿出真實的柴油車、汽油車的扭力圖,以及他們的終傳比、齒比,或許就能說明為什麼很多人有柴油車低速時加速較快的感覺。以及電動車起步加速較快。

concall81 wrote:
樓主設定的不合理終傳...(恕刪)

嗯... 由理論角度看倒沒什麼不合理, 也許您可以暫時跳脫現實角度來看這個 "理想模型"; 就如同在科普物理書上可以看到用槓桿把地球頂起一公分一樣的例子, 是一種理論模型... A B 二車模型很容易可以看出設定其用意在 "恰巧 2 倍差" 這個點, 也不難理解用一個線性轉換過程 (例中稱之為終傳, 不過個人建議就把它當成單純齒輪就好), 把該 2 倍差作線性比例的調整, 調整完自然會是 equivalent... 當然用另個角度看, 那是一個吊詭的例子, 因為它是設計過的, 可是因為它解釋得通, 也合於基本物理的原理, 原則上並不致於無法接受; 至於命題中未述及的其它限定條件, 小弟我個人是從寬認定, 會自己去補上, 也會去理解該模型未定義的部分可能會是什麼~ 如果說一定要吹毛求疵的話, 我是覺得 A B 二車表示的是一個力的轉換系統的等價性; 但在動態的分析上來說, A B 二車未必是完全一樣, 我舉一個例子:

車A': 0.05rpm 140ps, 2000000kg-m
車B': 500000000rpm, 140ps, 0.0002kg-m

都是 140ps, 但在動態上, 誰會先完成 0-100? 各位覺得呢?
(希望我加零減零沒打錯, 有錯就看倌們原諒一下吧, 你們知道我的意思的, 呵呵~)
小弟幫您把您引用的國外討論的結論拉過來
Conclusion
So yes, the answer to the question is torque, but torque at the wheels, not at the engine. And since we're talking about torque at the wheels and not at the engine, the actual complete answer is horsepower because horsepower encompasses not only the engines torque but the total torque that gets put to the ground to accelerate the vehicle.

For any comments, corrections, flames, or other types of input, feel free to contact me. I'm game for anything that'll help me better understand this interesting subject. ::

請注意到原文說
the actual complete answer is horsepower because horsepower encompasses not only the engines torque but the total torque that gets put to the ground to accelerate the vehicle.

意思應該是"馬力不止包含引擎扭力,還有包含輪下總扭力,來加速車輛"
這樣的結論我是看不太懂啦,但小弟英文又不好,Cloudy Shiau您的英文應該比較好,因為您認同原文的答案。

請教一下,若輪下力不是來自於引擎扭力,那會是來自於哪裡?

小弟可以想到的是,當車子顧路的時後,輪下力可就不是來自引擎扭力了,通常是來自於車子後面那一個汗流浹背的人,運氣好的話,是汗流浹背的2~4人。

至於原文說

For any comments, corrections, flames, or other types of input, feel free to contact me. I'm game for anything that'll help me better understand this interesting subject. ::

小弟英文不好,就沒有辦法了。
Cloudy Shiau wrote:
感謝回覆

查了些馬力和扭力的基本解釋(英文網頁)
馬力和扭力的差異
馬力和扭力的關係
好像沒有像現在討論的把二者分開
簡單敘述一下好像就很清楚
(其實某樓應該有提,但後來都淹沒在一堆「公式」中)
可能現在熱烈討論的都比較深入吧?

國外也有人有相同的問題
馬力、扭力和加速
而他的答案是「扭力」
但要注意的是「扭力是輪上扭力」
而完整的答案是「馬力」
因為馬力包含不只是引擎扭力還包含汽車施以地面加速的扭力

忽然覺得名詞上的執著有點
台灣大概太喜歡二方惡鬥了
347樓的舉例舉得很好

簡單.不牽拖.好理解!

dancingra wrote:
依樓主的解釋, 由輪上扭力來看這件事, 就是合理的了; 這是一個理想的線性轉換案例。


竟然有人回小弟的文了!!!!!!

樓主的計算例:
車A:引擎 4000rpm, 20kg-m, 齒比 2:1 變速箱,輪胎上得到 500rpm, 160kg-m
車B:引擎 2000rpm, 40kg-m, 齒比 1:1 變速箱,輪胎上得到 500rpm, 160kg-m
這兩輛車在輪胎為 500rpm 時,輪胎都有 160kg-m 的扭力,假設車重一樣,這兩台車輪胎對地面的施力也一樣,加速度相同。(若輪胎直徑為 0.6 公尺,500rpm 時的車速約為 55 km/hr。)


試想一下2000rpm前的情況, 因假設線性, 2000rpm前A的馬力(或扭力)只有B的1/4, 考慮齒輪比的情況下, 所有的阻力推算到引擎上, A引擎loading雖然是B的一半, 但扭力卻只有B的1/4, 這樣的情況下, A如何在同時間內拉2倍轉速??

以此例而言, B在2000rpm前加速會大幅領先A, 但是, 若B穩穩的維持在2000rpm, 等A將轉速拉上4000rpm, 此瞬間, 兩車的再加速力相同(因馬力相同), 但樓主只focus在"這個瞬間"的加速力, 就是讓小弟不解的了~~~
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