汽车基础知识

本文是自己一些思考，不一定正确。

摩擦力

汽车行驶和加速靠的是轮胎与地面的静摩擦力，这个摩擦力比较复杂。但是可以从骑自行车获得一些启示。

骑自行车，最需要用力蹬的时候，是起步
匀速前进时，还是要蹬
同样匀速前进，高速时，要蹬地用力一些

因此，汽车行驶时，有一个阻力，来自轮胎和地面的相互作用。速度越快，该阻力越大，具体是什么样的函数关系，不知。静摩擦力和这个阻力平衡，则匀速前进。静摩擦力大于这个阻力，则加速。

发动机

发动机参数最重要的为输出扭矩和输出功率。
扭矩 tau = rxF

功率是由扭矩计算出来的，而计算的公式相当简单：功率(W)﹦2π× 扭矩(N-m)×转速(
rpm)/60
注意，这些指的是发动机输出，这个输出要通过传动系统传递给汽车，中间必定有损耗。


下面三张图是奥迪 a4l 不同车型的三种发动机。

最后一个是3L 6缸发动机，暂且不看。前面两张图可以看到，扭矩从1000到1500就爬升到最大扭矩，并在比较宽的转速范围保持这个最大扭矩。
并非转速越快，扭矩越小。超过一个转速后，扭矩呈下降趋势。

输出功率正比于扭矩乘与转速。超过上述转速后，功率并不会下降。

上面的图是发动机在某转速下，全力工作的输出。而实际上发动机并不一定要全力工作（油量控制？）在某一转速下，可以降低扭矩和功率。（我的猜测）

结合上述摩擦力，扭矩和车的加速性能有关。
笼统来说，发动机最大输出功率决定了车的最高速度，但是提升到最高速度的过程，则要看扭矩的表现。

变速，档位，速度，扭矩，功率

发动机的输出通过变速器，再经过其他传动装置，把动力传给轮胎。

可以简化为

轮胎||与轮胎同轴的齿轮<>其他传动装置简化的齿轮<>与变速器齿轮同轴的齿轮||变速器齿轮<>发动机输出齿轮

不同档位对应不同半径的变速器齿轮。

档位越高，半径越小。

换档相当于更换不同半径的变速器齿轮。

但是还有无级的变速器，相当于变速器齿轮大小连续变化。

物理原理：两个啮合的齿轮可以改变扭矩和转速

用小齿轮带动大齿轮，则扭矩变大，同时转速变小
注意如果是同轴带动（两个齿轮固定在同一根轴上）的话，扭矩不变。

轮胎半径固定，则行车速度看轮胎的转速。
在使用机械齿轮的情况下，且离合器不打滑，车速和发动机转速是由固定关系的。


参考：

汽车的马力和扭矩

手动档新车的磨合圣典