昨天晚上,某車企發(fā)布了一款純電動超級跑車,宣稱0-100km/h加速時間僅為1.9秒。我看到這個參數(shù),是比較質(zhì)疑的。因為從理論上來說,任何一輛車的零百加速時間,想跑進3秒都是比較困難的。
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為什么這樣說呢?我們不妨來簡單地計算一下。計算過程并不復(fù)雜,也不算高深,就是普通的高中物理知識。
假設(shè)一輛車的0-100km/h加速時間t為1.9秒,那么我們可以據(jù)此計算出該車在這個過程中的加速度a:
首先需要把速度單位統(tǒng)一換算成國際單位制,100km/h=27.78m/s
a=(v?-v?)÷t=(27.78-0)÷1.9=14.62m/s2
接下來計算產(chǎn)生這樣大的加速度,需要多大的牽引力。我們并不知道這款車的車重是多少,根據(jù)車身尺寸和常識推斷,應(yīng)該在1500kg左右。我們假設(shè)車重加上一個駕駛員總重量是1550kg,要想讓這樣的一輛車產(chǎn)生14.62m/s2的加速度,需要的牽引力F為:
F=ma=1550×14.62=22662.63(牛)
這款車采用總功率為901千瓦的雙電機、單級齒輪減速驅(qū)動,產(chǎn)生22662.63牛的驅(qū)動力是毫無問題的。也就是說,汽車本身的動力是足夠的。
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但是,別忘了汽車的驅(qū)動與附著條件,驅(qū)動力要大于阻力,小于附著力。如果驅(qū)動力大于附著力,輪胎就在地面上打滑了,并不能驅(qū)動汽車行駛。那么這輛車與地面的附著力是多大呢?
一般來說,輪胎與地面的附著系數(shù)?最大為1,在此時汽車與地面生產(chǎn)最大附著力F′
F′=mg?=1550×9.8×1=15190(牛)
F﹥F′
也就是說,驅(qū)動力大于最大附著力,這些多出來的驅(qū)動力只能讓輪胎在原地打滑。或者說,在正常的附著條件下,該車型最多能產(chǎn)生15190牛的驅(qū)動力。這個驅(qū)動力只能讓該車型產(chǎn)生9.8m/s2的加速度,0-100km/h加速時間大約為2.83秒。
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其實這個2.83秒也是絕大多數(shù)車的零百公里加速極限。這個參數(shù)是怎么得出來的呢?
假設(shè)一輛車的質(zhì)量是m,與地面的最大附著系數(shù)是1,那么這輛車能夠產(chǎn)生的最大驅(qū)動力就等于附著力
F=F′=mg
在最大驅(qū)動力下,汽車能夠產(chǎn)生的最大加速度
a=F÷m=mg÷m=g=9.8m/s2
在這個加速度下,汽車從0加速到100公里/小時的時間為:
t=(v?-v?)÷a=27.78÷9.8=2.83(秒)
這就是絕大多數(shù)車的零百公里加速極限時間。在汽車沒有改裝的情況下,輪胎與地面的附著系數(shù)是不可能大于1的,比如普通的干燥水泥或者瀝青路面,附著系數(shù)在0.7~0.9之間,極少數(shù)能接近1,
所以幾乎沒有能跑進3秒的車型。
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如果一定要讓汽車產(chǎn)生更大的加速度,更快地零百加速時間,那么只有一個途徑,就是增加輪胎與地面的附著力,讓這個附著力大于1。
具體的方法有兩種,一種是設(shè)計良好的汽車空氣動力學(xué)外形,讓汽車在高速行駛時產(chǎn)生向下的空氣壓力大于汽車向上的浮力,這樣汽車就能緊貼在地面上,對地面的壓力大于自身的重力,進而達到附著力大于1 的效果。只是這種方法只能在車速較高時才能實現(xiàn),在中低速是無法實現(xiàn)的。比如F1賽車,在高速行駛時可以產(chǎn)生數(shù)倍于自身重量的空氣壓力。
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第二種方法就是增加輪胎與地面的附著系數(shù),讓輪胎緊緊地“抓住”地面,而不僅僅是貼在地面上,比如使用熱熔胎或者半熱熔胎。這是一個比較實際可行的做法。但是對于普通的民用車來說,在日常使用中是不可能使用熱熔胎或者半熱熔胎的,而使用普通的輪胎,與地面的附著系數(shù)就不會大于1,零百加速就很難進入3秒。
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