如何计算机动车的加速性能和加速时间

假设汽车在平直路面上由静止开始加速，考虑所有阻力的综合效应相当于车重的0.1倍，且阻力与汽车行驶方向相反。

若要在10秒内从静止加速到100公里/小时，根据运动学公式V = at，可以计算出所需的加速度为2.778米/秒²。假设汽车的质量为1吨，根据F = ma，需要的平均驱动力为2778牛顿，考虑阻力影响后，实际驱动力应为3778牛顿。加速全程的长度为138.9米，耗费的功为54,247.64焦耳，功率为52,476.4瓦。

对于发动机扭矩的计算，如果在全过程中发动机转速始终为4000转/分，所需的扭矩为125.3牛顿米。由此可知，扭矩与车重成正比，车重增加或减少，所需扭矩也相应增减。对于其他车重，车主可以自行计算。

计算汽车加速时间的新方法提出了一个基于物理和数学分析的方案，相较于传统的数值积分方法，这种方法更为简便且准确。文中介绍的方法可以避免传统方法的缺点，提高计算精度。

具体到超车加速时间的计算，假设汽车在良好的平直路面上，风速小于3m/s，以直接档或最高档行驶，车速从V1加速到V2所需的时间。此时，汽车行驶平衡方程为Pt = Ff + Fv + Fa，其中Ft为汽车行驶时驱动轮上的驱动力，Ff为汽车行驶时的滚动阻力，Fv为汽车行驶时的空气阻力，Fa为汽车加速行驶时的加速阻力。

通过引入一些假设条件和公式，如发动机输出转矩和转速的关系，可以计算出汽车从V1加速到V2所需的时间。计算过程中需要考虑发动机外特性修正系数、海拔高度修正系数、发动机新旧修正系数等参数的影响，这些参数通常通过实验数据和理论公式来估算。

以某国产大客车为例，假设发动机额定输出功率为99.3kW/(3000r/min)，额定输出转矩为353Nm/(1300r/min)，整车总质量为11680kg，变速器比为i1=7.312，i2=4.31，i3=4.5，i4=1.5，主减速器速比为i0=7.24，车辆迎风面积为A=4.757m²，车轮滚动半径为R=0.45m，车辆空气阻力系数为Cd=0.6，整车传动系传动总效率为0.9，海拔高度为50m。根据这些参数，可以计算出该车从原地起步加速到60km/h所需的时间，以及该车以直接档行驶从15km/h加速到60km/h所需的时间。

在计算过程中，需要考虑起步速度的确定、短档1/ρv曲线是否有交点以及各档换档车速的确定。通过这些步骤，可以计算出汽车加速时间的精确值，从而为汽车的设计和性能评估提供重要依据。