作者 Anonym (弱炮) 站內 NCU_talk
標題 Re: 一點小疑問
時間 Sun Jun 14 15:59:30 2009
※ 引述《leaver (hmong)》之銘言：
> 關於時速.轉速與車重間的問題
> 以檔車來說
> 我們可以經由轉速.減速比.輪胎周長
> 算出理論上的時速
> 只需要這三個變因
這部份相信大家都知道沒什麼好講的了…
> 那如果增加車重呢?
> 是否此時變成引擎輸出功率的課題?
> 若固定先前的三個變因
> 增加車手重量20公斤 也就是增加負載
> 那為了達到相同的時速
> 引擎出力必須增加
> 混合比變濃 因此油耗變差
> 我的想法有錯嗎?
> 感謝指教...
> (先忽略輪胎形變)
我僅從簡單的物理觀念定性討論 缺漏的部分可能要請村哥補充了
先考慮動力的來源 也就是引擎
大家都知道 F = ma、馬力=扭力×轉速
我們拿得到的數據都是極大值 最大扭力在幾轉有幾kgm、最大馬力在幾轉有幾匹或幾瓦
引擎在曲軸輸出的扭力τ 經過變速傳遞到後輪成為向前驅動的推力F
所以推力F 是齒比、能損在決定的 跟車重、人重沒有關係
今天阿力跟曲曲騎同一台車 是m改變了
我們不要講油門開度 換用精確一點的說法叫做單位時間的供油率
固定供油率 則F相同 這應該沒有問題吧
根據F = ma 則 a(阿力) > a(曲曲)
第一個問題
假如只是要達到同樣的「時速」比方說從靜止加速到72km/h 即20m/s
根據 v = v0 + at 可以知道 曲曲一定要拖比較久
至於比較耗油的原因則是曲曲開油要開比較久
也可以用能量的觀點去想 ΔW = ΔEk = (1/2)m(Δv)^2 質量大耗能多所以耗油多
車手與車輛輕量化最大的目的就在這 質量輕加速快 減速也快
簧上簧下重量那是懸吊系統的問題了在這不討論
第二個問題
假如曲曲要達到跟阿力相同的加速度 那就要增加供油率多燒一些油使F變大
那一定更耗油的不用說大家都明白
所以曲曲你的油耗不可能好看的啦 不管騎哪台車都一樣 除非你減肥
第三個問題
記得高中的時候算過終端速度對吧 就是當輸入的力與所有阻力平衡時的最終速度
也就是我們俗稱的尾速啦
那尾速到底有多少呢? 這就要考慮所有的阻力
輪胎對地面的阻力 跟機件傳遞的損耗 兩人都是相同的故忽略不計
那就只剩下風阻了
風的阻力F(wind) = (1/2)×Cd×A×ρ×v^2
其中Cd是物體外型的風阻係數 越接近紡錘形越小
A是物體撞風的正截面積 ρ是流體密度 v是車速
然後 風阻作負功的功率P(wind) = F(wind)×v 所以跟速度三次方成正比
引擎做正功的功率則是從燃油消耗率來的 化學能變成動能+廢熱 沒問題吧
這個意思就是說 車開得越快 耗油量是呈三次方暴增的
同一台車的最大馬力是固定的 拿來跟風阻的功率平衡就可以計算出理論極速
如果兩人都能完全躲進整流罩裡 那尾速就一樣快 當然曲曲要拖比較久這不用說了
如果曲曲躲不進去 那曲曲的Cd跟A就比較大 尾速自然就輸了
結論就是 曲曲該減肥了…
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