我长时间被这个问题所困扰,即便阅读了@关业楷的回答也并未完全明晰。不过,其中提到的“发动机工况图是在节气门全开的前提下测得的数据”给了我一些启示。结合网络搜索的资料,我尝试对这个问题进行推测性的解答,期待更专业和准确的解释。
我在网上找到了一张展示“发动机功率、转速与节气门开度”关系的图表。这张图表来源于http://www.optimumg.com/technical/it-is-all-about-horsepower-or-is-it/。从这张图中可以观察到,当节气门开度不是固定值时,任意两个转速所对应的功率大小关系并不确定。换句话说,如果节气门开度有所改变,那么两个不同的转速可能产生相同的功率输出。
现在,让我们回到原本的问题上:同一辆车在不同档位下以相同的速度V稳定行驶时,牵引力、扭矩、功率和效率会如何变化?
对于牵引力,如果忽略空气阻力和道路坡度的变化,同一辆车在稳定行驶时所需的牵引力是恒定的,这个力等于行驶过程中所面临的阻力。
关于扭矩,这是我最为困惑的部分。从发动机工况图来看,似乎转速的增加会导致功率的提升。但需要注意的是,工况图(或称为发动机外特性曲线)是在发动机节气门开度最大的情况下通过专业仪器测量得到的。当节气门开度不固定时,任意两个转速对应的功率大小关系是不确定的,因此不同转速产生相同功率是完全可能的。在这个问题中,由于牵引力保持不变,根据T(扭矩)=F×R的公式,车轮上的扭矩也是恒定的。
然而,不同的档位意味着不同的齿轮比,这会导致发动机扭矩的变化。例如,如果两辆车的功率相同,根据P=T×rpm的公式,在低速档行驶时发动机的转速更高,但这并不意味着发动机的扭矩更大;实际上,经过变速箱的齿比转换后,车轮上的扭矩是相等的。
对于功率,由于牵引力和行驶速度都保持不变,根据P=F×V的公式可以推断出两辆车的功率是相等的。
至于效率问题,我了解到在相同的行驶速度下高档位通常意味着更低的油耗。但具体的原因我还不太清楚,希望能够得到进一步的解释和指导。
展示了发动机工况图的相关信息这对于理解问题背景非常有帮助。
则直观地呈现了不同档位下发动机和车轮之间扭矩、转速的关系有助于我们更深入地理解这个问题的复杂性。
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