ACON99 wrote:
樓主錯誤想法一堆極速...(恕刪)
josephyen wrote:
喔，受教了。不過不違...
不這麼認為。他只是提出與我結論相反的論述，而沒有充足的推論。至少要說出一個我推論過程有誤的地方才有討論的價值。(恕刪)
josephyen wrote:
固定時速是為了簡化說明，因為這樣就足以討論每一瞬間的加速度。你可以假設從 1km/hr 到 100km/hr 任一個瞬間時的加速度，在這篇文章都是成立的。文章中的 55km/hr 只是一個範例而已。就好像學物理，你必須先學會計算瞬間的速度，才懂得積分從 0 秒到 10 秒究竟跑了多遠。
從 0 km/hr 開始加速必須有本篇文章為立足點，才能繼續討論，算是本篇文章的延伸課題。不過也不僅僅是從 0km/hr 開始加速可以討論，從 50 km/hr 加速到 70km/hr 也是值得討論的，這不就是超車的狀況嗎？
josephyen wrote:
引擎的性能指標，都會標示最大馬力與最大扭力。柴油車和汽油車的性能討論也都會講到柴油引擎的扭力較大。到處都會有扭力大等於加速能力或爬坡能力大的論調，或是「加速看扭力，極速看馬力」這種說法，說得好像柴油車加速力定勝汽油車。小弟不是玩車的，也不是學機械的，但以小弟初淺的物理知識，覺得這些論調很不合理，希望跟版上大大討教。
加速度正比於輪胎對地面出力
在不考慮風阻的狀況，所謂的加速能力或爬坡能力，在平地時與輪胎對地面的出力成正比。上坡或下坡時，因地心引力而對輪胎出力有加成或扣抵的效果，因而影響加速度的能力。
如果對上面那句話有疑慮的話可以看看下面的簡單推導，如果沒有疑慮就跳過下面推導的部份。
用 F=m*a 來列式看看：
F_w 為輪胎出力
mg 為車子所受的地心引力
θ 為斜坡角度
F_w - mg * sinθ = ma
a = F_w/m - g*sinθ
以照上面簡單的公式來看，斜坡角度為 0° 時。
a = F_w/m，也就是加速跟輪胎出力成正比，與車重成反比。
輪胎對地面出力正比於輪胎扭力
所以輪胎對地面的出力是加速度的主要標竿。那如何求出輪胎對地面的出力？在沒有變速箱的情況下，引擎的扭力直接傳達到輪胎，依照 τ = r * F ，輪胎對地面的出力與扭力成正比，與輪胎半徑成反比。簡單來說，就是扭力越大，輪胎對地面的出力就越大，加速力也越強。看到這邊，扭力大等於加速能力或爬坡能力的論調好像沒錯，為何小弟開頭卻說這論調不合理？原因就出在變速箱。
輪胎扭力不等於引擎扭力
假設變速箱的齒比是 2:1，終傳比是 4:1 也就是說引擎轉了八圈，輪胎只轉一圈。沒錯，引擎的轉速到了輪胎是剩下了 1/8 了，但是扭力卻是 8 倍。加速度是與輪胎的扭力成正比，並非與引擎的扭力成正比。經過變速箱的轉換後輪胎的扭力可能是引擎扭力的數倍。
計算一：
兩部車的狀況為例，終傳比皆是 4:1
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。）
引擎扭力大不表示加速能力強
故，扭力大，轉速卻高不起來的車，和扭力小，轉速可以很高的車，加速能力並沒有誰定勝。就像有兩個人騎腳踏車，一個人的腿力氣大，但是踩不快，而另一個人腿比較沒力但踩得快。經過腳踏車的變檔後，兩個人比賽爬坡，加速，極速，都是難論勝負的。所以說「加速看扭力，極速看馬力」這句話。看完上面的討論後，很明顯「加速看扭力」根本是錯誤的，若改成說「加速看扭力和轉速」才會更合理些，單看扭力不能表示加速能力強。
輪胎扭力正比於馬力
比加速力要同時看扭力、轉速，實在太麻煩了。那要如何簡單比較兩輛車的加速能力呢？車廠早就幫我們想好了，馬力是最直接的數值，所以每台引擎都會標上馬力這個最重要的數據。
計算二：
公制馬力PS =扭力(kg-m)×引擎轉速(rpm)／716
車A：在 4000 rpm 的馬力為 4000 * 20/716 = 112
車B：在 2000 rpm 的馬力為 2000 * 40/716 = 112
沒錯，兩台車分別在車A 4000rpm 與車B 2000rpm 時有相同的馬力。若兩台車的車速相同（假設輪胎轉速是 500rpm），輪胎的扭力為何呢？透過馬力我們可以更輕鬆的計算出來。
計算三：
112ps * 716 / 500rpm=160kg-m（與計算一的結果相同）
加速度正比於馬力
馬力的出現，讓我們可以省去考慮齒比，終傳比的數據，直接判斷某個轉速的引擎出力為何，更方便比較兩個引擎的性能。所以對於兩輛車，我們這樣標示會更為明確且簡單：
車A：4000rpm, 112hp
車B：2000rpm, 112hp
以上列數值，假設車重一樣車速一樣，車A 4000rpm 和車B 2000rpm時，因為馬力都是112，兩輛車的輪胎對就有一樣的扭力，對地面的出力是一樣的，加速能力是相同的。所以根本不需考慮扭力，也不需要標示扭力，馬力就代表一切。回到「加速看扭力」這句話來看，應該改成「加速看馬力」會更為正確。
這時也許又會有疑惑，跑車跟卡車比載重，或是卡車跟跑車比加速，這到底能不能用馬力比。小弟上面的每個比較都是在車速相同的前提下。馬力會因為變速箱的設計，而在不同的車速時有不同的馬力。當然最優良的變速箱設計是 0~300 km/hr 時，都能用最大馬力在驅動車子。但事與願違，沒有這麼完美的變速箱。卡車會強調 0~10km/hr 的低速馬力，避免起步時動都動不了，而跑車則是強調 5~300km/h...(恕刪)
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