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扭力等於加速能力?

silence_boa wrote:
公式一大堆不見得人人看得懂..理論一堆沒實際來得準確
...
我只是來提供實際經驗..如果有幫到大家我會很開心..哈哈哈...(恕刪)

呵呵, 謝謝您! 其實這邊也不全然只是打高空講理論, 只是幾個比較堅持把正確理論說法找出來的
人 (包括小弟本人) 持續在 "聊聊" 而已~ 您可以先買份雞排跟紅茶啦, 不過我想這主題都談那麼
久了, 大家也沒什麼興趣砲火四射, 就盡量釐清看看有沒有共識, 總是也對自己有些成長~

ACON99 wrote:
bugatti跟wh...(恕刪)
本來打了一大段要回, 後來邊寫邊看, 我想我們應該在定義上有些差異, 所以形成另一個雞同鴨講...
於是我刪光了前面那一大段, 直接跟你 clarify 看看:

像 P=F*V 去談絕無定功率加速這件事, 我覺得在定義重新釐清後可以理解你指的意思:

P = 第三人稱觀察者觀察車體運動所計算出之功率
F = 施加於車體之推力
V = 車體瞬時速率

而我這邊提及的定功率, 指的是引擎的運轉狀態, 其基本定義是:

EnginePower = EngineCrankTorque * EngineRPM * Constant
...我都加上了 Engine 字樣, 盡量避免誤解

所以你講的 P 跟我講的 EnginePower 不一樣, 舉例來說, 車子到了極速時, 你由觀察者
立場去看車子, 它處於定速狀態, 你可以宣稱它處於動者恆動的穩定狀態, 沒有任何加減
速現象, 所以觀察車體運動的結論, 功率是 0.

但事實上 EnginePower 並不是 0 (也就是引擎還是有作功), 只是全用在抵消負向阻力後,
完全無餘力用於車體加速, 所以固然引擎是全力運轉, 但實際上加速度是 0.

我不知道我上述觀察我們的論點差異是不是正確?

你上面兩篇我會再看一下, 至少我覺得你解釋我貼的 power-time 圖很可能是基於此處所
講的觀察者論點來解釋 (我不很確定), 再者, 我也覺得我圖沒標到很清楚, 或許導致你的
誤解, 那這就是我的問題了~ 我先提一下:

1. 上下兩張, 綠色面積部分其實是一樣; 只是灰色區域放不同地方, 導致上下兩張要花不同
時間去積成一樣的面積

2. 上張類比少檔數的車子; 下張類比極多檔數密齒比的車子 (終極而論就是指 CVT)

3. 該圖所寫的縱軸 power 是此處所定義的 EnginePower, 若方便, 也許請您用這個定義
再看一下~

先這樣, 我再回頭去看看你的說法~

dancingra wrote:
先這樣, 我再回頭去看看你的說法~


dancingra大
我剛剛花了一點時間又把樓主josephyen的文章看過一次
我才發現我後面補充的東西
他的文章裡面就已經有完整的包含我想表達的意思

ACON99兄從一開始就完全否定樓主的說法
在我看來,是ACON99兄沒有把樓主的文章完全看懂

如果ACON99兄願意花點時間把第一樓的文章先了解一下
再來討論也許我們會比較容易譜出共識。
ACON99 wrote:
bugatti跟wh...(恕刪)

#867 & #868 樓我重新看過一次了, 我想我都能理解, 我目前仍然認你採取的觀點是:

1. 定功率加速不存在這個論點, 是因於你採取第三人稱觀點來觀察車輛運動之變化所下
之結論, 當我同樣採取這個觀點時, 我的看法會跟你一樣, 沒有定功率加速這件事

2. 根據你在 #868 的描述, 我想我們都同意在車輛到達極速狀態下, 第三人稱觀點會認為車子處
於定速 (動者恆動, 無加減速行為) 此時由觀察者觀點來說, 車輛沒有加減速行為, 故沒有作功
之表現; 但我們均不能無視在該行車狀態下, 引擎是全力運轉的事實, 而此時引擎全力運轉的 "功"
都是用在抵銷所有的負作用力, 其中最大比例的負作用力是風阻

3. 前項第 2 點之描述, 不違反前項第 1 點之論述, 畢竟在前述第 2 點所描述之極速狀態, 實質
上車體已無受到推力, 既不受力, 必無加速, 且既無受力, 必無作功 (就第三人稱觀察者的觀點而
言是如此), P=(F)*(V)=(m*a)*(a*t), F=0, a=0 correspondingly, so P=0;

4. 此處已說明你對 power 的定義與我的差異, 我的理解:
-- 4a, 你所指的 power 基於前述第 1 點所言
-- 4b, 我跟 Hughkk 所指的 power 基於引擎的運轉狀態 (也許我們可以稱之為第一人稱觀點)
-- 4c, 所以我跟 Hughkk 大所指的定功率加速, 是指任何時刻, 任何速率時, 都讓引擎運轉於
最大功率點, 以達到任何時刻都讓引擎全力運轉, 而不是指由第三人稱角度觀察車體運動變化的結
論; 當然, 我不反對前述第 1 點的說法, Hughkk 大是否贊成, 那我就不知道了...

如果以上有錯誤, 再麻煩您指出, 此外, 對於 "扭力" 一詞, 仍然請您明確說明是引擎軸 (馬達軸)
扭力, 或者是輪上扭力, 目前我有一些 confuse, 目前 #865 文章狀態為:

ACON99 wrote:
值得一提的是電動速利white zombie馬達扭力約為bugatti引擎扭力1.35倍! (1250 ft.lbs.)


而在我 #866 quote 到的是
dancingra wrote:
ACON99 wrote:
值得一提的是電動車white zombie馬達扭力恰恰跟bugatti相等! (1250Nm)


以及目前 #867 的文章狀態為
ACON99 wrote:
bugatti跟white zombie扭力當然是引擎規格的扭力 跟齒輪無關


我想這是剛好我們穿插同時在發文的修正結果, 應該在我提詢問時, 您作了必要的修正, 但這些會讓我
confuse, 我先說明我的理解好了:

車體所受推力 = (輪上扭力 / 輪半徑)
輪上扭力 = (引擎當時扭力 * 傳動系統整體減速比) /* 任何有槓桿效益的中間組件全都算進去 */


所以我一向認為, 如果只關心車體能得到多大推力 (車速或加速我先不關心), 引擎扭力只要不是零就
好, 傳動系統可以放大到任何規劃好的(設計好的)輪上扭力, 所以 white zonbie 跟 bugatti 的馬達
軸/引擎軸扭力我不是很關心, 我只在乎車體能得到多少推力, 而車體得到的推力依上述式子能算出來,
配合車體及負載的質量, 套 F=m*a 自然會算得出瞬間的加速度值, 所以我不認為需要過度強調引擎/馬
達軸扭力, 有效的輪上扭力才是關鍵, 不知道您是否同意我的看法?

當然, 我們絕不可能只關心車體所受到的推力, 畢竟速度(率)才是我們要的, 所以弄個齒比極逼近無限
大的檔位來換最大車體推力, 是不實際的... 我想我不需要用 70000:1 的整體減速比, 跟一顆最大扭力
30kgm 的引擎來作例述, 反正您一定能明白, 最終推導會受限於馬力公式, 而最大輸出馬力較大者, 其
與另一最大輸出馬力較小者相比, 在同一行車速率下, 最大輸出馬力較大者必能經由傳動系統減速比配置
出較大的輪上扭力, 而堅持盡然全時以最高引擎輸出功率 (最大輸出馬力) 對應在任何車速上, 目的就是
為了換取任何時刻輪上扭力為最大, 這是最大加速的理論基礎, 也是馬力 (嚴格說是馬力質量比) 為加速
重要相關因子的基礎...
dancingra wrote:
#867 & #86...(恕刪)

簡單的指出D大你的錯誤:

1. 引擎出力推車子 車子會運動 這個敘述很簡單
2. 物理的探討 就是出力 跟結果 其中的過程就是工程
3. 工程可以作到的 不可能超出基本的限制 在這裡就是:輸出動能不會大於輸入動能 (能量守恆)
4. 簡單的式子裡 P = FV or P = TW 根本不用考慮變速還是齒輪 因為這是基本中的基本
5. P = FV 代表 在定功率下 你施的力要是就這麼大 最終速度就是這麼大 如此而已
6. 當然功率可以用扭力跟轉速表示 同意義: 就是定功率下 你的扭力這麼大 最終轉速就是這樣..
7. D大你的幻想就是 那我換小一點的力 那麼末速就可以提高一點阿...
8. 沒錯~ 但是換小一點的力 就是加速會變慢...
9. 如果換到一個小力 是你加速到末速需要無限久 這樣你要怎麼跟人比加速?
10. 更糟的是 現實上有空氣阻力等等 你的換高檔換到小力 換到跟阻力一樣大 就不會有加速..
11. 完美的情況下 定功率就一定有速度極限了 (沒有極限的就是加速無限久 = 沒有加速力)
12. 完美無限段換擋的最大死穴就是 我幹嘛拉轉? 三千轉時就變擋 跟五千轉變擋都一樣阿 反正完美的變換出力 跟無限的檔位 可以讓你分不出三千轉還是五千轉啊?
13. 結果就是你的完美變速箱會搞出 三百匹馬力跟五百匹馬力末速度都一樣.....

剛剛好一次告訴你 定功率加速 跟 完美變速箱都是錯的....
dancingra wrote:
1. 定功率加速不存在這個論點, 是因於你採取第三人稱觀點來觀察車輛運動之變化所下
之結論, 當我同樣採取這個觀點時, 我的看法會跟你一樣, 沒有定功率加速這件事

早上上班想了一下, 得更正自己這一段:

即使是以第三人稱觀點, 也不該有這種結論:

P=F*V
當 V 愈來愈大時, 會觀察到加速愈來愈慢, 亦即 F 愈來愈小,
且 V 的上升率與 F 的下降率互成倒數, P 值不變.

ACON 大你剛回的我等下再看看...
ACON99 wrote:
簡單的指出D大你的錯誤:
1. 引擎出力推車子 車子會運動 這個敘述很簡單
2. 物理的探討 就是出力 跟結果 其中的過程就是工程
3. 工程可以作到的 不可能超出基本的限制 在這裡就是:輸出動能不會大於輸入動能 (能量守恆)
4. 簡單的式子裡 P = FV or P = TW 根本不用考慮變速還是齒輪 因為這是基本中的基本
5. P = FV 代表 在定功率下 你施的力要是就這麼大 最終速度就是這麼大 如此而已
6. 當然功率可以用扭力跟轉速表示 同意義: 就是定功率下 你的扭力這麼大 最終轉速就是這樣..
7. D大你的幻想就是 那我換小一點的力 那麼末速就可以提高一點阿...
8. 沒錯~ 但是換小一點的力 就是加速會變慢...
9. 如果換到一個小力 是你加速到末速需要無限久 這樣你要怎麼跟人比加速?
10. 更糟的是 現實上有空氣阻力等等 你的換高檔換到小力 換到跟阻力一樣大 就不會有加速..
11. 完美的情況下 定功率就一定有速度極限了 (沒有極限的就是加速無限久 = 沒有加速力)
12. 完美無限段換擋的最大死穴就是 我幹嘛拉轉? 三千轉時就變擋 跟五千轉變擋都一樣阿 反正完美的變換出力 跟無限的檔位 可以讓你分不出三千轉還是五千轉啊?
13. 結果就是你的完美變速箱會搞出 三百匹馬力跟五百匹馬力末速度都一樣.....

剛剛好一次告訴你 定功率加速 跟 完美變速箱都是錯的....

謝謝你的意見~

以上所列第 1-4 同意,

第 5-6 點, 或者你可以這麼解釋: "當 V 決定時, max(P) 較大的車子, 有機會製造出更大的 F;
imply max(P) 大者加速潛力更大"

第 7 點, 我一向沒這種幻想, 即使物理公式上可以如此推論, 我們都知道我們畢竟處於一個有
摩擦力/空氣阻力的空間

第 8 點, 沒錯!

第 9 點, 沒錯, 以現實例來說, 如果二人比加速, 允許改終傳, 其中一人就不斷加大終傳換更大輪上
扭力, 想要加速贏對方, 但無限加大終傳的結果就是他必須輸掉比賽. 因為他工程技術再好也不可超越
ObservedPower=WheelTorque*WheelRPM*Const 的物理限制, 但這不是說加大終傳不可行, 而是
在於把引擎功轉成扭力或轉成速度的配置上要做到什麼程度; 引擎功率再大終究有限, 引擎一秒鐘可以驅
動輪子在地面上滾過多少公尺 (例如 L 公尺), 以及所滾過的每一 mm 上是多大的推力在推 (例如 F 牛
頓), 是被限制在 W/1_sec=F*(L/1_sec), 此公式即為 P=F*V 的另一寫法, 證明加速與馬力的關聯.

第 10 點, 沒錯, 一直沒人不知道這一點, 在座的也都知道風阻的上升跟隨速度不呈線性.

第 11 點, 在我們生活的空間中, 是這樣子沒錯.

第 12 點, 對, 完美無限段換擋本來就是分析用的模型, 屬相對於純拉轉的極端例, 它本來就不需要
拉轉, 但能以這種角度思考汽車加速運動的人少很多, 所以論述上一直很困難, 但論述困難並不是它不
成立; 實務例前面已舉過, CVT 車加速的影片, 中尾段引擎轉速一直不變, 行車速率一直上升 (當然是
愈升愈慢, 符合 P=F*V, V 大 F 小的論證), 如果工程技術不可能超越物理, 那 CVT 車想必也不是
魔法吧? 若不是魔法, 它就該符合物理.

第 13 點, 我不同意這個說法, 可否例證? 500 匹的引擎可以搭配的減速比, 能夠比 300 匹的更低,
我直接把 "匹" 當 watt, V 當 kph 算好了:

基於任何時刻引擎必須處於最大功率運作的前提下, 我們計算:
300=F1*V1
500=F2*V2
當 V1=V2=250kph 時, F2 > F1, F2 為 F1 的 5/3 倍 (1.67倍); 若不是這個比例關係, 那物理
公式不成立, 若非發現新物理, 就是魔法. (這件事的 key 在變速器, 也就是齒比)

dancingra wrote:
謝謝你的意見~以上所...(恕刪)

1. 你要創造工程上新玩具當然可以 但是作出來違反事實就不可能
2. 當然是有CVT無段變速 但是"適用範圍"有限 最糟的是 要比的[加速能力] 並沒有比有檔車好
3. 現實上三百匹馬力跟五百匹馬力能達到的最大速度就是不一樣...
4. 我不能理解你的論點的地方是 CVT車並沒有作出有檔車作不出來的現象?
5. 電動車沒有檔 馬達由零轉一路轉到上萬轉 扭力由最大直到高轉開始失效 這跟無限段變速有啥不同?
6. 電動車因為馬力有限 當然有最高速度 大部分的電動車只有一百五十英哩以下的極速...
7. 這樣的例子應該能讓你了解 固定馬力 即使我連引擎都大幅改變了 無限段變速也不能產生新的極速...
8. 搞笑一點 如果多段變速這麼威 阿姆斯壯應該去花錢研發個一百段變速腳踏車 而不是去用禁藥改變自身的"扭力" 跟"馬力".....
ACON99 wrote:
1. 你要創造工程上...(恕刪)

For 1. 或許較好的說法是 "違反物理就不可能"; 目前我理解的事實是, 影片中的 CVT 車
120kph-190kph 加速, 我看不到轉速指定等比例在上升, 而且我找不到資訊指出 CVT 創造了
新物理. 如果我們否定有定功率加速這件事, 那恐怕我們要證明影片中的駕駛者他在 120kph-
190kph 的過程中, 油門是漸漸踩深的 (我相信這類影片沒人這麼做)

For 2. 今天我們還不算談到 CVT 車加速的 efficiency, 我們還在談有沒有定功率加速這件事.
現實中的 CVT 絕沒有理想中的完美 CVT 好, 這我 100% 同意.

For 3. 這像是在談馬力與極速的關係了... 也是可以談的, 加速上不去, 就不會有極速; 那加
速要怎麼樣才上得去? 就是 "輸出至輪上扭力" 要大於 "所有阻力在輪上形成的反向扭力的總和",
才有加速之可能... 大馬力的車, 若不是引擎扭力很大 (轉速沒差太多), 就是引擎轉速很高
(扭力沒掉很多), 經過傳動減速齒比調整後, 能在某一速度時仍保有充沛的輪上扭力來確保加速
性; 而小馬力的車, 若不是引擎扭力不大 (轉速也沒特別高), 就是轉速很高但扭力卻出奇的糟,
這種車子, 不管怎麼配齒比, 最終就是到了一定速度後, 無法再配出更大的輪上扭力.

For 4. 可能要麻煩您詳說一些, 我不確定您的問題是...? (我也會再細想一下你的意思是什麼)

For 5. 沒有檔位的電動車, 在加速過程中, 馬達功率跟著提升; 其 model 是:

P=F*V,
任何速率條件下, F 不變,
所以其加速行為是 V 上升, P 也上升, 直至馬達運轉的最大功率到達.

而定功率加速過程, 全程固定在指定的引擎(馬達)轉速上 (當然我們 suppose 油門是踩到底的),
所以它的 model 是:

P=F*V, P 不變, V 上升, F 相對於 V 愈來愈小.

我也可以說無檔電動車它並沒有把 power 的 utilization 發揮到最大, 以 Tesla Roadster model S
為例, 假定我不需要它的 top speed 125 mph, 我只要到 60 mph, 那我把它的終傳加大一倍, 胎
作強化(假定我有足夠的科技做到胎不打滑), 但還是不必加變速箱, 那麼官網宣稱 5.6 秒可以完成
0-60mph, 你是否願意相信它可以變成 2.8 秒完成? 而如果今天我不是改終傳, 而是改掛上一個變速
箱, 它只有 2 個檔位, 一個是 "NORMAL" 檔, 一個叫 "DRAG 0-60" 檔, 這樣子應該足以說明我說無
檔電動車的 power utilization 發揮不足的情況, 我只是把 0-125mph 的總能量, 在 0-60pmh 的過
程就全放出來了, 但我犧牲了 60-125mph 就是了.

進一步地, 如果我改的 2 檔位 Tesla 可以行駛中自由撥切檔位, 那我跟一台原廠 Tesla 比, 原廠
車 5.6 秒才到 60mph, 我花 2.8 秒就到了, 然後我花 0.3 秒升檔, 再進行 60-125mph 的加速,
你覺得我會不會贏? (我的代價是要花 0.3 秒的換檔時間) 這是拿功率換扭力, 也就是拿功率換加速
的例子. 但肯定我的電池要耗得比較快, 馬兒是要吃草的.

For 6. 同意, 這毫無疑問! 要說馬力有限也行, 要說扭力有限也行, 反正就是存在一個上限點, 這
上限點就是阻力跟馬達出力平衡的點.

For 7. 是的, 固定馬力換到的極速是有限度的, 就像一台 1.6 的汽車, 再怎麼加尾速檔, 也不可能
就能開到 400kph.

For 8. 沒錯! 阿姆斯壯沒突破物理, 但 100 段腳踏車也不會突破物理...

就看看您是否覺得比較能接受馬力比扭力更適合作為衡量加速潛力的指標了...? (註: 當然嚴格說是馬
力質量比啦) 如果覺得不習慣, 那我只會認為要談輪上扭力作為加速指標, 至於引擎或馬達的軸扭力,
都是可以經由傳動設計去轉換輪上扭力, 真正決定加速的畢竟是輪上扭力, we just focus on the
wheel, if you insist to discuss on "torque".
dancingra wrote:
For 5. 沒有檔位的電動車, 在加速過程中, 馬達功率跟著提升; 其 model 是:

P=F*V,
任何速率條件下, F 不變,
所以其加速行為是 V 上升, P 也上升, 直至馬達運轉的最大功率到達.

而定功率加速過程, 全程固定在指定的引擎(馬達)轉速上 (當然我們 suppose 油門是踩到底的),
所以它的 model 是:

P=F*V, P 不變, V 上升, F 相對於 V 愈來愈小.

我也可以說無檔電動車它並沒有把 power 的 utilization 發揮到最大, 以 Tesla Roadster model S
為例, 假定我不需要它的 top speed 125 mph, 我只要到 60 mph, 那我把它的終傳加大一倍, 胎
作強化(假定我有足夠的科技做到胎不打滑), 但還是不必加變速箱, 那麼官網宣稱 5.6 秒可以完成
0-60mph, 你是否願意相信它可以變成 2.8 秒完成? 而如果今天我不是改終傳, 而是改掛上一個變速
箱, 它只有 2 個檔位, 一個是 "NORMAL" 檔, 一個叫 "DRAG 0-60" 檔, 這樣子應該足以說明我說無
檔電動車的 power utilization 發揮不足的情況, 我只是把 0-125mph 的總能量, 在 0-60pmh 的過
程就全放出來了, 但我犧牲了 60-125mph 就是了.

進一步地, 如果我改的 2 檔位 Tesla 可以行駛中自由撥切檔位, 那我跟一台原廠 Tesla 比, 原廠
車 5.6 秒才到 60mph, 我花 2.8 秒就到了, 然後我花 0.3 秒升檔, 再進行 60-125mph 的加速,
你覺得我會不會贏? (我的代價是要花 0.3 秒的換檔時間) 這是拿功率換扭力, 也就是拿功率換加速
的例子. 但肯定我的電池要耗得比較快, 馬兒是要吃草的.


二點建議啦....

(1) 針對特定的引擎、傳動、動力輸出的圖型來討論,要討論汽油引擎,就討論汽油引擎,要討論電動就電動,要討論腳踏車則討論腳踏車,不要跳來跳去,想到哪講到哪,講到哪想到哪...

(2) 光是改變傳動系統,絕對不可能把 5.6s from 0-60mph 的 Tesla 改成 2.8s。光這個點就值得d大可以好好的研究研究,研究通了就知道困擾在那兒了~~

輪胎不是問題,讓你改成鎖死在地上的齒輪軌,不會打滑,再讓你使用鋼輪,讓摩擦損耗力縮到最小,也做不到..

不弔胃口,d大要好好研究的就只是「能量守恆」,你寫的公式只寫作功的部分,這個部分你可以計算到100分,那總分還是50,不及格,阻力全部沒有考慮、慣性、角動量也沒考慮... 物理學僅在常識的程度

P = F * V 物理學公式不會有錯,會出問題的地方總是在沒有考慮完整,沒有考慮仔細,因此,要聚焦才會找到答案
acer wrote:
二點建議啦....
(1) 針對特定的引擎、傳動、動力輸出的圖型來討論,不要跳來跳去,想到哪講到哪,講到哪想到哪...
(2) 光是改變傳動系統,絕對不可能把 5.6s from 0-60mph 的 Tesla 改成 2.8s。光這個點就值得d大可以好好的研究研究,研究通了就知道困擾在那兒了~~...(恕刪)


謝謝, 對於第 (2) 點, 如果有除了風阻之外的因素, 我也很希望您指教!
但事實上, 在上述舉 Tesla 改大終傳全力拚 0-60mph, 這等同退檔加速,
依理而言, 風阻反而更不是問題; 但如果有重大因素我忽略了, 也得麻煩您
給我一些明示了, 謝謝!

---
剛好您 update 文章了, 謝謝!

那我 balance 一下好了, 我改大終傳, 0-60mph 原廠 5.6 秒, 我只求有 4.0 秒就好,
加上我有一個升檔動作花掉 0.3 秒, 所以我用 4.3 秒完成 0-60mph, 而 60-125mph
這段, 我就跟原廠車表現沒什麼不同... 我不認為這種時候要把一堆阻力都加進 model 裏來,
這只是把問題更失焦掉, 因為光是 P=F*V, 就存在不同的兩組見解, 這個 model 沒講定,
引入多餘的變數會更難討論.

另外, 我的確只有科普程度的物理, 這一向沒什麼好害羞的...
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