硬核汽车理论(二)：评价汽车动力性的指标

在这一篇文章中我们将了解 汽车最基本的特性：动力性。

动力性是汽车的立身之本，汽车如果动力性太差，通俗的讲就是汽车没有劲，那么汽车也就跑不起来，跑的不够快，汽车的功能就不能得到很好地体现，那汽车的操纵性，制动性和平顺性也就没有什么参考的必要了。

那什么是汽车的动力性？

准确的定义：汽车在良好的路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。

关于这个定义，最核心的部分在于"平均行驶速度"，换句话说，汽车的动力性是由汽车的平均行驶速度来体现的。当然，这个平均行驶速度需要考虑上坡，下坡，启动加速，超车等等情况，动力性越好，相应的汽车的平均行驶速度也就越高，比如在超车的时候，起步加速，超车的时候会更快。在这个定义当中，汽车的平均行驶速度是由纵向外力所决定的，这句话体现的是最基本的力学规律-力的平衡：

驱动力减去行驶阻力之后，剩余的力会让汽车加速，当驱动力和行驶阻力相等，汽车就会匀速行驶。

当然有几点需要强调：

①：汽车的动力性指的是汽车直线行驶的性能，即为纵向外力产生的汽车速度。横向外力与汽车操纵稳定性相关。

②：汽车的动力性都是在良好的路况下行驶的情况，如果在高低不平，有结冰的情况下，就很难反映汽车的真实性能情况。

在关于汽车动力性上，我们会多关注几个点：

1：汽车动力性的评价指标

2：汽车的驱动力和行驶阻力

3：驱动力-行驶阻力平衡图，动力特性图，以及如何利用上述两个图来评价汽车的动力性指标

4:汽车行驶的附着条件，附着率

5:功率平衡及功率平衡图

希望通过了解上述知识，我们可以根据动力图去分析一辆动力性的好坏

回到上述定义，定义当中汽车的平均行驶速度比较难以测量，我们需要根据动力性的定义制定出比较容易的测量指标，这里转化为如何尽可能高的获取平均行驶速度，给出几个参数：

1：如果汽车车速越大，最高车速Uamax越大，汽车平均行驶速度也就越大。

2：如果汽车启动越快，加速时间 t 也就越短，汽车平均行驶速度也就越大。

3：如果汽车爬坡越快，最大爬坡度imax也就越大，汽车平均行驶速度也就越大。

PS:我们在此约定，U的单位为m/s,Ua单位为km/h

接下来我们就分别看看这三个评价指标：

1：最高车速Uamax：在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度。

比如我们常见的客车的最高车速在125km/h,重型货车(总质量>14t)的最高车速在90km/h

比如A0级别的微型车，最高车速在140km/h,紧凑级A型车最高车速在180km/h。

通常情况下我们可以总结几个规律：

1：发动机排量越大，汽车最高车速越高

2：配置相同发动机的前提下，手动挡比自动挡车速更高

3：发动机排量相同的前提下，车身越小最高车速越高

4：SUV配备的发动机排量普遍较大，但与配备相同排量的轿车相比，最高车速偏低

2：加速时间t：

加速时间可以分为两种

1:原地起步加速时间：汽车由一档或二挡起步，并以最大加速强度逐步换到最高档后到达预定车速或距离所需的时间。这里说的预定车速是指0-100km/h的加速时间，距离是指静止到400米或由静止到1KM的冲刺时间.

2:超车加速时间：汽车用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一较高车速所需的时间。超车的时候是存在两辆车并排行驶的情况，如果长时间并排行驶则很容易发生交通事故，并且也会影响道路的交通情况，因此需要超车加速时间尽可能的小。

一般的家用车百公里加速在10s左右，豪车更短一些，可以到达7s左右。

3：最大爬坡度imax：汽车在满载(或一定载质量)时在良好路面上能爬的最大坡度。

道路的坡度是由坡高h和底长S的比值来构成的，其实为坡度角α的正切值，用公式表示为：

根据发动机减速增扭的转速特性，我们知道最大爬坡度需要在最大的传动比的情况下实现，也就是一档，一般来说，因为家用车行驶路况较好，我们不强调他的最大爬坡度，但是对于货车是很重要的，货车的满载情况下的爬坡度一般要大于30%，SUV的爬坡能力也是很重要的，一般也要有30%，一些车甚至可以达到100%，也就是可以爬的上45度的斜坡。

汽车可能会在坡度上起步，也可能会在崎岖不平和松软的路面上爬坡，这些工况都需要汽车输出更大的驱动力，所以汽车最大爬坡度的设计往往要比我们遇到的坡度要大很多，关于汽车的爬坡能力，还有很多测试的指标，比如能以104KM/h通过6%的坡道，满载时车速不低于80km/h。在6%的坡道上，0-96km/h的加速时间不应大于20s。

这一篇文章主要介绍了汽车动力性的三个指标。以及不同车型对应的指标的不同要求，下一篇文章我们将详细了解下汽车的驱动力结构。