【技术贴】汽车百公里(0-100)加速时间的计算方法

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#零百加速成绩重要吗#

汽车的动力性能指标有：最高车速、最大爬坡度、加速时间，其中前两项在实际用车过程中，极少有机会用到，所以一提到汽车的动力性能，我们本能都会都会想到汽车的加速时间，比如0-100km/h加速时间或是0-400m的时间。

但是由于国内汽车工业的现状，对于汽车的加速性能，汽车圈内几乎一个“亘古不变”的争论话题： 汽车的（极限）加速能力到底是由扭矩还是马力决定。

这个问题，今天暂不讨论，但可以直接放个结论：

凡是宣称，发动机扭矩决定汽车的极限加速能力由的人，不论是小咖还是大咖，有一个算一个，全是半吊子！

话说得有点狂，但客观事实就是如此，至于这篇文章不讨论到底是扭矩还是马力决定汽车的性能，主要原因是不想这篇文章变成口水贴，而是一篇技术贴，口水的话题下期聊。

Ok，回到主题，要计算汽车的加速时间，让我们温习下高中的物理知识，汽车行驶时的受力分析，即驱动力与行驶阻力的力平衡。

对于行驶中的汽车，其行驶方程（受力分析）如下：

Ft—轮上驱动力，Ff—滚动阻力，Fw—空气阻力，Fi—坡度阻力，Fj—加速力

有固定传动比的汽车，根据相应的公式，转化成：

Ttq—发动机扭矩，ig—变速比，i0—终传比，hT—传动效率，r—车轮半径，G—汽车重力，a—坡度，f—滚阻系数，CD—风阻系数，A—撞风面积，ua——车速， d—汽车旋转质量换算系数，m—汽车质量

为了简化计算，假设汽车在平路上行驶，即坡度a=0，则公式可简化为：

由发动机的外特性图，再用公式ua=0.377rn/igi0，可以得到汽车驱动力—行驶阻力平衡图（4个挡位变速箱）

Ft1~Ft4，分别为1~4挡时的汽车驱动力，uamax为汽车的最高速度

由加速度的公式,

，将汽车驱动力—行驶阻力图转化为下面的加速度图：

由上面的公式可知，要想计算加速时间，则要得到加速度倒数即1/aj与汽车速度的曲线图，将前面的汽车行驶受力平衡图，进行相应的转化，可得下面的加速度图：

再由加速度公式，得到加速时间公式：

由aj—ua曲线图，再进一步得到1/aj—ua曲线，由时间的计算公式以及微积分的相关知识可知， 1/aj曲线与横坐标ua的所围成的面积，即为汽车的加速时间，如下图：

以上，就是汽车极限加速时间计算方法的推导过程，实际上，这种计算方法，可以计算出任何速度ua1加速至ua2的时间，如果要算0-100的加速时间，那就选择ua1=0，ua2=100km/h，即可算出车辆百公里加速时间。

关于加速时间的计算，还有几点需要补充一下： 1.一般忽略原地起步过程离合器打滑过程，即最初时刻，汽车已具备起步换挡所需最低车速；2.换挡时刻的选择，如换挡的加速曲线相交，则在交点处换挡，如不相交，则在发动机最高转速换挡； 3.换挡时间，自动挡车可忽略不讲，手动挡可参考正态分布时间t=0.2~0.4s。

但是，即便如此，普通车友想要算出自己座驾的加速时间，也绝非易事，因为计算公式中的许多参数，诸如滚阻系数、风阻系数、及转动惯量等参数，我们都是不知道的。

即便参数都有了，积分的计算也不容易，如果是专业机构，肯定也是用各种计算仿真软件来计算。

尽管一般的汽车爱好者无法借由此方法算出自己爱车的加速时间（还是自己买个盒子得快），但如果对加速时间的推导及公式各参数的足够理解，那么对汽车的加速性能、动力特性等仍然有相当大的帮助。

最典型的莫过于，汽车的加速到底是看功率，还是看扭矩这个问题，关于这一“口水”问题的讨论，车geek将于近期跟车友们详聊。

当然，如果你自己喜欢研究和思考，其实通过今天的内容就能对这一“口水”问题有正确的理解了。