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之所以认为汽车高速行驶中的空载或满载对油耗影响不大,主要是因为高速行驶中汽车受到的阻力主要是空气阻力。而空载或满载对空气阻力几乎没有影响,因此油耗应该没有太大的差异。
我们可以从以下方面理解:
车烧的油做了什么?汽车消耗的油最终转化为动力,其中,大部分用于驱动车辆的行驶、加速,很小一部分被用于克服各种阻力,例如发动机自身运转阻力、传动系统阻力。车辆行驶中受到的阻力主要有自驾车阻力、空气阻力、轮胎滚动阻力、爬坡阻力。
1、自行阻力:在汽车行驶过程中,自行会产生很多阻力,这些阻力会消耗一部分动力。例如,发动机曲轴与轴瓦的摩擦、发动机传动带与带轮的摩擦、变速器齿轮与轴的摩擦等。
2、空气阻力:我们周围充满了空气,但空气透明,我们只是感觉不到。如果汽车在行驶中车头推开空气前进,空气会对汽车产生阻力。具体而言,计算空气阻力时的速度以平方的形式计算。对于高速行驶的汽车来说,空气阻力占行驶阻力的比重非常大。例如,一些重型卡车的车顶安装了导流罩,以减少空气阻力和节约燃料。
3、轮胎滚动阻力:汽车轮胎为弹性体,汽车行驶过程中轮胎持续变形,产生阻力,这就是车轮的滚动阻力。
4、爬坡阻力:爬坡时,与汽车前进方向相反方向的重力分力会产生阻力,汽车爬坡时需要克服该力。载重量直接决定阻力的大小。爬坡时满载和空载受到的阻力非常不同。
因汽车行驶状态而受力的状况:汽车的行驶状态主要有恒速行驶、爬坡行驶、加速行驶。
1、匀速行驶:在水平且平坦的道路上匀速行驶的情况下,等速行驶中汽车受到的阻力等于驱动力。在平坦水平的道路上行驶时车辆受到的阻力主要有空气阻力和轮胎滚动阻力。很明显,由于迎风面积和空气阻力系数取决于车辆的外形,即使有几个人坐下,这些参数也不会改变。车速更不受影响,因此空载和满载不会影响汽车受到的空气阻力。
2、爬坡行驶:重力沿行走方向产生的阻力随坡度的增加而增加,载重量直接决定阻力的大小。爬坡时满载和空载受到的阻力非常不同。
3、加速行驶:发动机除克服空气阻力和车轮滚动阻力外,还需要增加动力,使汽车产生足够的加速度。加速所需的力越大,物体的重量越大,所需的力也越大。因此,加速时的空载和满载对油耗的影响比较大。
综合以上分析可知,在等速行驶状态下,空载或满载不会对油耗产生太大影响。但如果爬坡多或者频繁加速,则油耗的差异会变得明显。