为什么车2000转时速度是100公里,加速到4000转时速度不是200公里?

这个问题其实很简单,如果发动机功率足够大,那么在同一个档位下如果发动机转速2000转时时速为100,那么加速至转速4000时车速肯定是200。因为同样的档位下传动系统是硬连接,变速箱输入输出转速的比例是恒定不变的。

可以这么说:如果一辆车最高车速可以达到200公里并且2000转时最高档位车速刚好是100公里,那么你在足够长的平路上一直加速下去当最高档发动机转速达到4000转时车速一定是200公里。而现实中刚好就有这样的车,上图是阿特兹最高档发动机转速4000转时的车速,刚好是200公里。而这个车6档时速100公里时发动机转速就是2000转过一丁点儿,如果各位中有阿特兹2.5的车主的话可以验证是否真实。

但是题主所说的情况也确实存在,那是因为这辆车的发动机功率不够,在最高档位下发动机转速提不到4000转,只能降档转速才可以达到4000,但是此时变速箱传动比改变,所以车速肯定到不了200公里。

上图是2.5排量RAV4各个档位和转速下的车速,该车型官方给出的极速是180公里。在图中可以看出来如果挂5档发动机转速将近4000转时可以达到极速。如果挂6档,发动机转速3000多就可以达到极速。

上图是2.5的RAV4在6档跑到190公里的截图,在平路上此时油门踩到底也就这个速度,不会再上升了。因为这时候发动机所能提供的动力和行驶阻力已经达到平衡了。但是如果在下坡路上的话6档可以轻松跑到200,而这时候发动机转速差不多也是4000左右。

所以说我们可以得到这样的结论:

1、如果你的车在2000转时时速为100,而且同样的档位发动机转速也可以提升到4000转(发动机功率足够大),那么当转速为4000转时车速一定是200公里。

2、如果你的车在2000转时最高档时速为100,但是发动机功率小,在同样的档位下转速上不到4000转,那么只能通过降档来提升转速,这时候车速就不再是200公里了。但是如果前面有一辆布加迪拖着你以最高档跑的话当发动机转速为4000转时车速必然还是200公里。

为什么车2000转时速度是100公里,加速到4000转时速度不是200公里?

因为随着汽车油门的增加,对于汽车的压力增加的也是非常的快,所以往往速度增加100以上的话,迈速增加一点,转数会增加非常多。

为什么车2000转时速度是100公里,加速到4000转时速度不是200公里?

原因有两点·解析需要以发动机类型进行区分

分析问题需要掌握的基础知识:

  1. 转速×扭矩÷9549=功率
  2. 功率×1.36=公制马力

公制马力用PS缩写标注,其驱动力的标准是1PS=75kg·1m/1s(驱动75公斤物体达到每秒运动一米)。发动机输出的马力越大则车速越高,因为行驶中的汽车的总质量是不再发生变化的,那么假设2000rpm的时速为100km/h,4000rpm的车速为什么没有达到200km/h呢?核心因素首先是扭矩,其次则是阻力。

两类内燃机的特点分析

【自然吸气发动机】是比较原始的内燃机,这种发动机绝对做不到转速翻倍则车速翻倍,而且转速提升后的车速差值可能是非常小的;原因在于扭矩的悬殊很大,同时完全无法实现峰值扭矩的稳定持续输出。

  • 最大功率100kw·6000rpm达到峰值
  • 最大扭矩200N·m·4000rpm达到峰值

这是2.0L·NA(自然吸气)的平均标准,怎么理解这个参数呢?最大扭矩是200N·m为单次做功的“爆发力”的强度概念,至少可以这么理解;但这台机器只能在4000转时达到最大扭矩,3999rpm都要低一些、4001rpm也要低一些,参考下图。

这台机器的扭矩曲线就是这样了,其2000rpm的扭矩标准仅为160N·m左右,那么输出的马力就是45PS;而4000rpm的扭矩为200N·m,马力则为113PS,标准是2000rpm「2.51倍」。那么车速自然就不会标准一倍的差异,实际上会提升更多。

其次还有些自然吸气发动机的最大扭矩是在3000-3500rpm的某个节点达到峰值,2000rpm已经很接近最大扭矩,但是4000rpm又会下降很多。比如2000rpm·180N·m为51PS,4000rpm·160N·m为91PS,转速增长一倍但马力没有增长一倍,这种发动机怎么可能实现动力的翻倍呢?扭矩的不稳定和大幅度的波动,决定了在传动比不变的前提下,车速与转速不会真的线性。

【涡轮增压发动机】相比NA要理想得多,也更能实现车速与转速的同步增长。因为这种内燃机多出了主动增压进气系统,能在相当宽的转速范围内维持最大扭矩。

  • 最大功率124kw·5000-5500rpm
  • 最大扭矩270N·m·1500-4000rpm

这组参数很好理解,那就是在1500-4000的转速区间内,每次做功都能输出相同的270N·m;那么2000rpm时的马力是76.90PS,4000rpm就应该是153.8PS(翻一倍),实际计算结果完全相同。

这样的标准理论上就能实现车速的翻倍了,不过这点并不重要,重要的是究竟什么叫做“线性加速”。

最平顺的加速方式是不用变速箱,以发动机功率的高低直接调整车速的快慢;而决定功率高低的因素是扭矩和转速,自然吸气发动机的扭矩在全转速区间内都在大幅波动,所以这种加速感受显然不足够现象。

反之涡轮增压发动机可以将最大扭矩维持在很宽的范围内,最高标准可以达到1250-4500rpm左右;这是日常代步驾驶的转速范围,那么在扭矩不变的前提下,功率的高低直接由转速的升降来决定,所以实际上是这种风格涡轮增压汽车更平顺,车速的快慢与转速的升降会很同比例的增长或降低。

电动机的特点分析

电机也是一种发动机,是通过电流输入到电机内部的绕组(电磁线圈)形成电磁场,与永磁体磁极互斥而驱动转子运转以输出动力。这样的电机有两个特点,是决定转速与车速增长不够匹配的原因。

  • 恒扭矩
  • 恒功率

恒扭矩指起步瞬间即可达到峰值扭矩,正常驾驶过程中可以在很宽的范围内维持峰值;车速的升降完全依靠转速来调整,这是比涡轮增压机更理想的动力曲线。但是在转速过高之后就不也一样了,参考下图。

恒功率区间内的扭矩会明显下滑,扭矩降低自然会造成马力的下降;所以电机的转速也不能实现倍数级增长就能让车速同倍增长,车速过高时的马力增速是会明显下降的。

这就是自然吸气发动机和电动汽车都无法实现转速与车速同倍提升的原因,不过这还只是原因之一。

阻力也有很大的影响,车速越高风阻越大;风阻指行驶中的汽车不断推开空气而出现的动力损耗,空气无处不在,空气有质量的概念。

所以环绕车身的空气会让车辆运行时出现阻力,或者理解为推开空气需要消耗能量;车速越高则单位时间内推开的空气量就会越多,阻力自然会越大,应该能懂了吧。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

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