选车必看：爬坡风阻计算实例

选车必看：爬坡风阻计算实例（2续）收藏
2014-11-29 06:00作者：李霄伟321160428话题：技术解读
声明：本文由说客作者撰写，观点仅代表个人，不代表汽车之家。

文中部分图片来自于网络，感谢原作者。

相关阅读
∙李霄伟
选车必看：汽车动力分析实例（1）
∙李霄伟
选车必看：汽车动力详细计算实例（2）
展开更多
[导读](本文代表个人观点，仅供车友参考）接着“选车必看：汽车动力详细
计算实例（2）”继续写，主要计算坡度阻力、高速行驶风阻和载重量对最高行驶速度的...
(本文代表个人观点，仅供车友参考）
接着“选车必看：汽车动力详细计算实例（2）”继续写，主要计算坡度阻力、高速行驶风阻和载重量对最高行驶速度的影响。

高速坡路：
前面计算时是以“平路”为基础进行的，然而，无论是平原地区还是山
区修路时总会设计一点坡度，方便下雨时路面的积水可以迅速排走。

高速路设
计时一般要留出不小于0.5%的坡度让积水可以顺利流走，所以在平原上也会有很小幅度的坡度。

这是一个网上下载的公路设计规范表，查到各种路面预留的
坡度：
高速公路的坡度标注是以升高幅度/100米为标准的，如果100米长度升高了1米，就标注为1%；升高6米就标注为6%；我们时常可以在高速路上看到“坡度6%”就是这个意思。

接着前面的说客继续计算A3在坡度为1%和3%时对最高行驶速度的影响如何？
先计算使用五档/坡度=1%时的最高车速：
150.227kgf=滚动摩擦力×车重+风阻系数×迎风面积×行驶速度?+坡度×车重
150.227kgf=0.012×1435+0.0027×2.3448×行驶速度?+0.01×1435
行驶速度=136.9km/h（平路时是144.9km/h）
再计算使用四档/坡度=1%时的最高车速：
行驶速度?=（189.88-0.012×1435-0.01×1435）/0.0027×2.3448
最高车速=158km/h（平路时是165km/h）
当坡度=3%时，使用五档的最高车速：
150.227kgf=0.012×1435+0.0027×2.3448×行驶速度?+0.03×1435
行驶速度=119.2km/h（平路时是144.9km/h）
使用四档的最高车速：
行驶速度=143km/h（平路时是165km/h）
由此可见，高速行驶时坡度对行驶速度的影响是比较大的。

反过来想一下，有上坡就有下坡，在下坡时又可以提高行车速度，不过在高速路上下坡加
速是非常危险的，所以公路设计时会采用各种提示牌和减速带来阻止车速过快。

对于普通双向行驶路段会使用下坡路段变窄、双黄线设计等手段提示速度过快
会导致事故，所以不要在下坡路段飙高速。

载重量对最高速度的影响
我们前面的计算是按照整备质量（1360kg）+一个人体重(75kg)=1435kg
为车重计算的，高速行驶时增加乘员会出现什么结果？来算一下。

如果车上又坐了2人，平均每人70kg，需要给车重增加140kg。

此时车
重=1435+140=1575kg。

按照1%坡度计算五档和四档的最高速度。

五档时：
150.227=0.012×1575+0.0027×2.3448×行驶速度?+0.01×1575
行驶速度=135km/h
从理论计算角度看，载重量对高速行驶速度的影响微乎其微，增加了一个人时最高行驶速度仅仅下降了1.9公里？在车友们实际行驶过程中遇到的情
况相符合吗？请大家在回帖中讨论一下。

加速度对高速行驶的影响
加速阻力也是行驶阻力产生的一部分。

汽车在行驶到最高速度前是通过
不断加速来实现的，所以加速阻力就成为了实现最高行驶速度的基础。

我们还
是通过计算来了解加速阻力是怎样影响最高车速的：
计算加速阻力的基本公式是：
加速阻力（Fj）=δm（du/dt）
δ—汽车旋转质量换算系数，m—汽车质量（单位kg）, du/dt—汽车加
速度（m/s?）。

δ有个近似值=1.04+0.04ig?（ig--变速器速比）
加速度是相对于匀速行驶而言的。

从汽车起步开始，汽车的行驶过程几乎就在重复加速-匀速-减速，发动机驱动力、行驶速度、道路坡度、使用档位、油门深度（节气门开度）、载重情况和加速时间等多重因素决定了加速过程，
远非这个理论公式可以算得清楚。

值得注意的是，公式中的驱动力和汽车质量（车重）参数起到了重要作用，所以选车时动力尽量选大一点、整备质量（基
础车重）尽量选小一点在今后的用车过程中是有利的。

3、小结
按照行驶平衡公式（驱动力=行驶阻力）分析，只有驱动力和行驶速度在决定最高行驶速度。

对于购车者来说，更需要了解目标车型在实际路况条件下
的行驶情况和的总体动力情况，我们需要考虑的因素远不止上述计算的内容。

还是通过对上述两个基本计算式子的解读来进一步认识各种因素对动力的影响
情况。

（1）驱动力方面：
驱动力=（输出扭矩×档位速比×主减速器速比×机械传动效率）/车轮半径
输出扭矩：输出扭矩是动力源，首先要看发动机参数中输出扭矩有多大？最大
输出扭矩的转速是多少？转速是一个单值、还是一个区间值？判断标准可以简
单的理解为：输出扭矩越大动力越好、转速是一个区间值比单值好、转速的起
始值越低越好（比如最大扭矩转速1500-4500转比2000-4500转更好）。

车轮半径：车轮半径越小驱动力越大。

我们实际计算一下当A3的车轮半径减小后对驱动力的影响：
现在的车轮半径：
205/60 R16车轮的半径=（205×0.6×2+25.4×16）/2=326.2mm，
最大驱动力1=（16.3265×3.546×3.938×0.96）/0.31595=692.7256kgf
如果换成这个标准：
175/70 R14车轮的半径=（175×0.7×2+25.4×14）/2=300.3mm，
最大驱动力2=（16.3265×3.546×3.938×0.96）/0.3003=728.8253kgf，
最大驱动力2-最大驱动力1=728.8253-692.7256=36.0997，增加了5%的驱动力。

主减速器速比和变速器速比：企业通常不会公布这些参数，可以简单的通过分
析行驶速度、发动机转速和使用档位判断。

比如一般车型五档80km/h行驶时发动机在2000转（rpm）左右，如果测试的车型发动机只有1500转代表输出动力好。

这个问题还涉及到低速扭矩和耗油量等，在后续中还会详细分析。

（2）行驶阻力方面：
不同车型的风阻系数是不同的，跑车最小，可以低至0.15，其它车型的
风阻在0.3-0.5之间。

这样小的数字会对汽车的高速行驶造成多大影响，接着
看就知道。

行驶阻力=路面摩擦系数×车重+风阻系数×迎风面积×速度?+坡度×车重
在高速行驶中，行驶速度产生的风阻是可变阻力，我结合风阻系数和A3
的迎风面积做了一个计算，看看从20km/h至180km/h之间速度引起的行驶阻力，每隔20公里取一个值，分辨计算风阻系数=0.27、0.30和0.33时的计算结果；然后计算下一个值比上一个值的增加幅度，可以比较全面的认识风阻系数和行
驶速度对行驶阻力的影响：
汽车以180km/h速度行驶时产生的阻力是20km/h的近80倍、是
100km/h的2.24倍，可见高速行驶产生的阻力是巨大的。

另一个值得关注的参
数是风阻系数，看起来外观相似的车型也许风阻系数还是有区别的。

对于喜欢
大空间和体验高速乐趣的车友来说，尤其需要仔细查阅风阻系数，因为3%的变
化可以增加约11%的行驶阻力。

有的汽车专业的车友在《选车必看：汽车动力详细计算（2）》的回帖中提到这些计算的基础是在节气门全开（把油门踩到底）为前提的，因为发动
机外特性曲线的绘制条件就是节气门全开状态。

我们在平时驾车时很少把油门
踩到底，而是处于不同深度的变化中，所以，我接着还想对中小负荷下的动力
情况进行计算，希望有兴趣的朋友继续关注。