最近看到 3008/5008 這台車有點興趣,好像很多人對動力有疑問(我也是),它到底行不行啊! 不過我想當超跑或跑車應該是不行吧! 但平常使用不知如何? 閒來沒事我就問了一下 AI,下面是它說的,正不正確我不知道,我不是專業,我就問問,就參考用囉~
我給它 2200 kg,當作載人、載物
已知數據:
引擎最大扭力 (T_engine): 23.5 kgm (公斤米) @ 1750 rpm
總傳動比 (R_total): 10.5 : 1 (假定為從引擎到驅動輪的總傳動比)
車輛重量 (m): 2200 kg
輪胎尺寸: 225/55R19
1. 計算輪胎半徑 (r):
輪胎尺寸 225/55R19 的含義:
225: 胎面寬度為 225 毫米。
55: 扁平比為 55% (胎壁高度是胎面寬度的 55%)。
R19: 輪圈直徑為 19 英吋。
計算步驟:
胎壁高度 (H): 225 mm × 55% = 123.75 mm
輪圈直徑 (D_rim): 19 英吋 × 25.4 mm/英吋 = 482.6 mm
輪胎總直徑 (D_tire): D_rim + (2 × H) = 482.6 mm + (2 × 123.75 mm) = 482.6 mm + 247.5 mm = 730.1 mm
輪胎半徑 (r): D_tire / 2 = 730.1 mm / 2 = 365.05 mm = 0.36505 m
第一部分:平坦路面計算
1. 作用在驅動輪上的扭力 (T_wheel):
這個數值不變,因為它只與引擎扭力和傳動比有關。
T wheel =T engine ×總傳動比=23.5 kgm×10.5=246.75 kgm
2. 驅動輪在地面上產生的推力 (F_traction):
使用新的輪胎半徑 r=0.36505 m
F traction = rT wheel = 0.36505 m246.75 kgm =675.94 kgf
轉換為牛頓:
F traction =675.94 kgf×9.8 N/kgf=6624.2 N
3. 在平坦路面上的阻力 (F_resistance):
滾動阻力與輪胎尺寸無直接關係,只與車重和滾動阻力係數有關。
F rolling =m×g×μ r =2200 kg×9.8 m/s 2 ×0.015=323.4 N
4. 判斷是否足以拖動:
比較推力與阻力:
F traction =6624.2 NF rolling =323.4 N
結論:在平坦路面上,6624.2 N 的推力遠大於 323.4 N 的滾動阻力。推力約是阻力的 20 倍。這代表著在平坦路面拖動 2200 公斤的車輛將會是「非常輕鬆」。車子會有強勁的加速能力。
第二部分:坡道計算
驅動輪產生的推力 F
traction =6624.2 N。
計算不同坡度下的總阻力:
$F_{\text{total_resistance}} = F_{\text{rolling}} + F_{\text{grade}} = 323.4 \text{ N} + (2200 \text{ kg} \times 9.8 \text{ m/s}^2 \times \sin(\theta))$
5% 坡度 (θ≈2.86 ∘ , sin(θ)≈0.0499):
F grade =1076.6 N
$F_{\text{total_resistance}} = 323.4 \text{ N} + 1076.6 \text{ N} = 1400 \text{ N}$
判斷: $F_{\text{traction}} (6624.2 \text{ N}) > F_{\text{total_resistance}} (1400 \text{ N})$ ✓ 足夠,輕鬆 (約是阻力的 4.7 倍)
10% 坡度 (θ≈5.71 ∘ , sin(θ)≈0.0993):
F grade =2144.1 N
$F_{\text{total_resistance}} = 323.4 \text{ N} + 2144.1 \text{ N} = 2467.5 \text{ N}$
判斷: $F_{\text{traction}} (6624.2 \text{ N}) > F_{\text{total_resistance}} (2467.5 \text{ N})$ ✓ 足夠,輕鬆 (約是阻力的 2.7 倍)
15% 坡度 (θ≈8.53 ∘ , sin(θ)≈0.1481):
F grade =3192.8 N
$F_{\text{total_resistance}} = 323.4 \text{ N} + 3192.8 \text{ N} = 3516.2 \text{ N}$
判斷: $F_{\text{traction}} (6624.2 \text{ N}) > F_{\text{total_resistance}} (3516.2 \text{ N})$ ✓ 足夠,相對輕鬆 (約是阻力的 1.88 倍)
20% 坡度 (θ≈11.31 ∘ , sin(θ)≈0.1961):
F grade =4232.8 N
$F_{\text{total_resistance}} = 323.4 \text{ N} + 4232.8 \text{ N} = 4556.2 \text{ N}$
判斷: $F_{\text{traction}} (6624.2 \text{ N}) > F_{\text{total_resistance}} (4556.2 \text{ N})$ ✓ 足夠,會感覺到負擔但仍可應付 (約是阻力的 1.45 倍)
3. 計算這輛車能拖動的理論最大坡度:
$F_{\text{traction}} = F_{\text{total_resistance}}$
6624.2=323.4+(2200×9.8×sin(θ))
6300.8=21560×sin(θ)
sin(θ)= 215606300.8 ≈0.2922
θ=arcsin(0.2922)≈17.00 ∘
將角度轉換為坡度百分比:坡度=tan(θ)×100%
$\text{坡度} = \tan(17.00^\circ) \times 100% \approx 30.57% $
最終結論:
綜合以上計算,基於 23.5 kgm 的引擎扭力、10.5:1 的總傳動比和 225/55R19 的輪胎尺寸:
平坦路面: 拖動 2200 公斤的車輛將會是非常輕鬆。理論推力遠大於所需阻力,車輛會有充足的加速力。
坡道:
在常見的坡道 (例如 5% 到 10%),拖動 2200 公斤的車輛將會是輕鬆的。
在較陡峭的坡道 (例如 15% 到 20%),拖動 2200 公斤的車輛仍足夠,但車主會感覺到引擎負擔明顯增加,不會像平路那樣輕快,但仍能有效爬坡。
理論上,這輛車可以拖動 2200 公斤的車輛上坡至約 30% 的坡度。
總的來說,即使考慮到較大的輪胎尺寸略微降低了輪上推力,這款引擎的扭力配合 10.5:1 的總傳動比,對於拖動 2200 公斤的車輛來說,表現依然非常出色。
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