开车的理论知识(2)
开车的理论知识
自动挡
P(Park):停车挡,停车选用
R(Reverse):倒车档,倒车时选用
N(neutral gear):空挡,发动机启动时选用
D(Drive):前进挡,一般汽车行驶时选用
S(Sport):运动模式,此时车子在1——2挡之间升降。
L(Low):低速档/1档,多用于爬坡,下坡。路况较差时选用。
OD:超速档
档位和油耗的关系
油耗显然和功率有关,而不单单和动力、转速中的某一个。油耗就类似于骑变速自行车所消耗的卡路里,也不仅仅和省劲儿与否相关。
从物理理论简单来讲,功率P=发动机提供力F * 发动机转速V。
发动机的怠速指的是车子运行时且不踩油门时的发动机转速,类似于手机待机。显然油门踩得越深,发动机转速越高。
档位会将发动机转速V转换为车速v,我们简单的认为是V=β * v,档位越高,参数β的值越小。档位会将发动机提供力转换为车轮的牵引力,我们简单的认为是F=α * f,档位越高,参数α的值越大。所以档位的切换影响着发动机的功率大小。
在加速阶段v较小a较大,用低档。在匀速阶段v较大a较小,用高档。
另外刹车是动量转换为热量的过程,油耗也就被浪费掉了,合理的使用刹车也是省油之道。
脚刹和手刹
汽车的制动方式有三种。第一种在前面讲离合器的时候提到,车速比发动机快的时候,发动机起的是制动作用。另外两种方式就是手刹和脚刹了。
脚刹的制动阻力是由发动机液压提供的,因此可以提供的阻力很大,使阻力垫紧贴轮胎,只有发动机运行的时候才好使。脚刹是四轮制动的。
手刹是纯机械阻力,没有附加力量,在车子已经停下的时候时使用,类似于停车之后你在轮胎前后垫了几块砖头。手刹是两轮制动的。
从上面就可以看出,两种刹车装置的用处是不同的。脚刹用于让运动着的车子停下来,手刹用于让静止着的车子不要动,因此两者不能代替着用。
防抱死系统ABS(ANTI-BRAKING SYSTEM)
不管怎么样,刹车的要求是让地面能够为轮胎尽可能大的摩擦力。车子正常前进的时候,是地面提供的摩擦力让车子前进的,此时地面提供的摩擦力方向朝前。刹车时,也是地面提供的摩擦力让车子停下的,此时地面提供的摩擦力朝后。
首先一个共识(物理定律),我们的最终目的是刹车时间t足够短,由于t=v/a那么需要的是一个尽量大的副的加速度a。由于a=f/m,因此在v、m都已经定死的情况下,摩擦力f就是唯一的影响因素。所以刹车系统要研究的最大问题就在于,如何设计使得地面可以提供尽可能大的摩擦力。
直观上来看,尽最大力度制动轮胎让其彻底停止转动,车轮完全不转动而在地上硬摩就可以了(这叫做“轮胎抱死”)。实际上,这个时候地面提供的摩擦力并不是最大的情况,反而是轮子稍微有些转动时地面提供的摩擦阻力更大,更利于减小刹车时间t。为什么轮胎抱死时摩擦力反而小呢?让我们再细分一下摩擦力:静摩擦力和动摩擦力,还记得那句“最大静摩擦力大于滑动摩擦力”吗?(是不是回想起来中学时代的一点一滴?)。因此,汽车设计出ABS系统,目的就是不让轮子处于抱死状态,而是去追寻和贴近最大静摩擦力。
刹车和离合的关系
刹车的时候,车轮减速了。此时车轮和发动机联动的话,会对发动机有什么影响吗?好比说骑马车,马撒欢跑着,我突然捆着轮子不能走,这时候马是个什么状态。马肯定很难受,所以直觉上来看,踩刹车时还要踩离合。但别忽视了发动机的制动作用。
踩刹车意味着你希望车减速或停止。如果车子处于高速且高档位状态,这时刹车且不给油的话,发动机也起会到制动作用,这时踩离合的话,发动机的制动作用就没有了。如果车子处于低速且低档位状态,这时刹车且不给油的话,发动机仍在其前驱作用,这时就应该踩离合。
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