談談功率和扭矩(六)：驅動力怎樣算？

先請看舊貼：
談談功率和扭矩(序)：為什麽要談馬力和扭力
談談功率和扭矩(一)：理論先行，先講一點物理
談談功率和扭矩(二)：再談金科玉律的公式
談談功率和扭矩(三)：變速箱到底變了什麽？
談談功率和扭矩(四)：來看發動機的馬力扭矩曲線
談談功率和扭矩(五)：馬力的幾種確切定義



從這一節開始，我們將不得不進行有些枯燥乏味的數值計算了。基本上就是扭矩，馬力，轉速，速比，速度之間的乘除法。另外，單位之間的換算也令人頭疼。我將適當簡化計算的中間環節，給出答案。你要是大俠，懂得如何計算，又有時間興趣，不妨驗算一下，如能發現錯誤，我TBz不勝感謝。你要是不明白怎樣計算，也不要緊，我說什麽你聽著就是了，畢竟我們不是在討論數值計算。

大家談車經常說：“起步靠XX，加速靠XX”，“加速靠XX，極速靠XX”，“拖車靠XX”。其實所有這些描述汽車動力性能的說法都是由驅動力決定的，確切地說，是由地麵對於汽車驅動輪驅動力的反作用摩擦力決定的。驅動力減去摩擦阻力、空氣阻力，就是淨驅動力。它決定了汽車的起步，加速，爬坡，極速，和牽引性能。從力學角度上講，難道不是這樣嗎？

驅動力決定性能！

可是，驅動力怎樣算呢？

我們知道，汽車發動機的動力，是經由變速箱，差速器，再傳到驅動輪軸上的。這中間一般經過兩次變速：變速箱變速和主減速器變速。

記得我們在講齒輪變速時有：變速箱的扭矩比 = 1/變速箱的速比

因為：總速比 = 發動機的轉速：驅動輪的轉速

所以我們就可以得出結論：驅動輪的扭矩 = 發動機的扭矩 x 總速比

而 驅動輪的扭矩 = 驅動力 x 驅動輪半徑

最後我們得到計算驅動力的公式：

驅動力 = 發動機的扭矩 x 總速比 / 驅動輪半徑

以2008年Chevrolet Corvette頂級版Z06為例。其7.0升LS7發動機可在4800rpm下發出470lb-ft的最大扭矩。當掛三檔時，速比為1.302，而其終齒比為3.420。此車配備的輪胎規格是275/35R18。

由輪胎尺寸可算出其半徑為1.06578ft。

驅動力= 470 x 1.302 x 3.420 / 1.06578 = 1963.66 lb

注意，這是Corvette在第三檔，發動機轉速正好在4800rpm下所能獲得的最大驅動力！就是說：
1) 如果在第三檔，發動機轉速不在4800rpm，則驅動力減少。
2) 如果在第三檔，發動機轉速也正好在4800rpm下，但沒有開足油門，則驅動力減少。

以上隻是理論的計算。實際上，上述的數值並不是實際的推力，在機械傳輸的過程中必定有能量損失，所以機械效率的因素是應當考慮在內的。不過這已經超出我討論的範疇了。

驅動力越大，加速越快。由 F=ma，不難計算出車的加速度。

實際決定加速度的力，還需要減去阻力，例如摩擦阻力，空氣阻力等等，這也不是我們要討論的。

再看一下公式： 驅動力 = 發動機的扭矩 x 總速比 / 驅動輪半徑

是不是可以說，扭矩決定加速？
或者確切地說，發動機的最大扭矩決定加速？
換句話說，要想達到最大的加速，就要讓發動機工作在最大扭矩的區域？

是這樣的嗎？


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