你的车为什么跑不进5秒？加速详解

要说马力重量比，你最能想起谁？

对我来说，科尼塞克One:1。因为它居然用名字来表示这一特性，1马力推1公斤，何其骄傲。你还能想起第二个这种方式命名的车吗？为何要用这个比值呢？

暗示其速度高？推高速其实和马力关系不大，高铁记录就已经快过500km/h的了，更完全无需1马力推1公斤。本田最近用台200匹的发动机破了NSX未曾实现的极速——421km/h。

可 以暗示其弯道快？也不对，马力再大，弯道也只用得上一部分。

既然也非速度、也非弯道，那还剩什么？你应该明确地想到——加速度。

关于车的直线性能，最本质的单位，不是速度，也非时间，而是加速度。

有人说我用时间也可以表示性能？但时间局限性较大，它只有一个结果，无法表明任意过程。譬如100km/h时的瞬间加速能力，很难用时间去表达。

为了测性能，绝大多数人会找个PBox去测时间。当你拿到了一笔这样的曲线，包含瞬时速度，以及用速度计算出来的g值：

图1：速度-时间曲线

知道了自己的0-100曲线和结果，然后呢，有了谈资？但你除了看到中间换了两个档，或者这个值的大小，很难真的利用这个曲线去干什么。你不知道哪里是动作慢了，还是改装在哪一段起作用了。

再看对应的g值曲线，非PBox哦，而是来自传感器的，真正“纯”加速度数据：

图2：加速度-时间曲线

是不是顿时脑洞大开？这些时间里，人做了什么，车做了什么，一览无遗。

有了这个曲线，也就有了任意时刻的性能图谱。

回到主题，初中物理教过，F = m * a，力 = 质量x加速度，对于汽车来说基本是这样。另外，汽车之家也教过我们，加速性能 ≈ 马力 / 质量。

我们可以用两个维度来理解它们：

维度一，扭矩 与 加速度；

维度二，做功 与 能量变化。

我们先来聊聊1，扭矩与加速度。

因为我们已经知道性能式中，马力是分子，质量是分母。假设我们固定分母，则可以更好观察分子在这个式子中的作用：

加速度 = 发动机扭矩 * 传动比 /  轮胎半径 。（传动比即为总减速比，等于变速箱齿比*终传比）

再看加速度，是不是更清晰了？增大轮毂半径，会减小加速度；提高发动机扭矩，可以增大加速度；提高传动比，比如降低档、改大尾牙，可以增大加速度。

有了这个概念，再来定量看看对应速度：

速度 = 发动机转速 * 轮胎半径 / 传动比。因为汽车只要离合完全结合，则发动机转速与车速的关系是线性的。转速升几倍，速度就升几倍。如果刚才你升级了大尾牙，加速度升了，但同转速时速度就降了；如果改了大轮胎，同转速时加速度降了，但速度快了。最终依然符合功率的关系式P = F * V，对不？在不改变P的前提下，F 和 V是互相制约的，不可兼得。

如果你能坚持看到这里，一定是个爱车之人了。凉菜上完了，我们来点正餐吧：

以一台高尔夫R20的数据为基础，我用Excel制作了一个动力计算器。配置发动机扭矩、转速特性，就可以得到对应的马力、加速曲线。并可修改传动比来观察这些曲线的变化。绝对是你理解车辆移动本质的好工具。并且表格里增加了风阻、滚阻的设定，你可以修改车辆尺寸、轮胎半径，来观察更细微的影响。别处有没有我不知道，我这肯定是原创的，自制的哦！

下载链接：Engine & gear vs. acceleration simulation

先来看计算器推算的第一笔数据，利用R20的发动机的扭矩资料，推导对应马力值，并计算对应速度下的最大加速度。同时模拟改了个略大的尾牙，做一个对比：

红色为尾牙改大后一档的加速特性

有了这个曲线，实际上就是不同速度下的推背感。也就是推背图！

根据这个推背图，我们可以得到：

结论一：加速度取决于变速箱——同发动机扭矩，不同加速度

当然这里是为了简化描述，只的是传动减速的整个过程。同一个车，发动机确定后，加速度是可变的。取决于工程师对这个车的设定。要越野，变速箱前面还可以加个3倍放大。要买菜，做个经济的小齿比。小发动机，一样可以获得大轮上扭矩。更直白的例子就是绞盘了。不需要多大功率，齿轮慢慢转，力气可以很大。

有了结论一，你以后不必再与人争到底是扭矩决定加速，还是马力决定加速了。某人说的扭矩决定加速，只是静态的来看问题——抛开传动、轮毂，那当然是扭矩大的加速大了。但车与车不同，每个车的传动系数都不同。单看个发动机扭矩，未必“推背感强”。

从严格的字面来说，加速仅表示瞬时推背感，仅取决于当时的轮上扭矩。发动机扭矩只是轮上扭矩的一个因子，这个因子大，齿比因子小，轮上扭矩照样很小。

结论二：自吸未必力小——不同发动机扭矩，同样加速度

假如我找来一台本田的K24，并移植到这台R20上，别的什么都不改。假设两台发动机峰值马力一致。它们一档的加速曲线如下。

红线是R20的ea113换成k24后的加速表现. 这台K24配R20的变速箱，你会发现没法开得。在0-20的速度下没有足够的加速。而且整个1档，自吸都不如涡轮机创造的加速强。但随着转速的升高，自吸创造的加速可以维持到更高速度。这就是我们通常说的，自吸的后劲“绵长”。

通过替换更大的传动比，这台2.4的自吸车牺牲了一部分高速，创造了比涡轮更高的加速度。无非是齿比大，再大。当然，这样会牺牲经济性，还有进气、排气、以及其它问题会影响效率。这里暂不讨论。

结论三：0-1加速，手段在于传动比

既然某一段的加速度可以调节，那一台装了1.6 NA的高尔夫，能通过换变速箱实现GTI的成绩吗？

这里要先明确一点：上面讨论的，是瞬时的加速度。这个值决定了你的乘坐体验，爬坡能力，超车能力。一台霸道，4.0，在起步时可以获得非常大的加速，但它达到100km/h的提速时间却不少。

而我们有时说的加速快慢，是说0-1整段的用时。一台飞度g不大，但它的设定在0-1提速时非常平稳，最终时间也不多。这个时候我们说的“加速能力”，是指各个时间段的加速度的积分，是一个累加值。 这时候单看瞬时加速度，使用一个档显然不够了，需要多看几个档的曲线：

R20用不同档位能创造的加速度

一个好的0-1成绩，是寻求动力与传动双优解。上图是加速度图谱，如果是一位老奶奶开着R20，她的实际提速曲线可能是这样：

非常积极的升档，恨不得50km/h后就在6档了。这是最省油的开法。

而假如是年轻人玩命开，加速曲线可能是这样：

一个档恨不得用到断油，每次都切到底，干它！提速自然比老奶奶快。

如果你是手动挡，其实每天都在下意识利用这个曲线来应对各种场景，或者自动挡的变速箱在帮你思考选择哪个曲线（根据车速选择档位，既是从转速逻辑出发，本质亦是加速角度）。这时候我们讲一个车的提速，讲的就是多个档位的配合下的累加加速度。这个曲线的选择，关系到0-1的用时。这个曲线越饱满，转速越高、换挡越晚，用时越少。

很多人觉得发动机只有在极速时，发动机马力才能全部发挥。其实这是错的。来翻翻教材的功率图——

《汽车理论》5，理论上CVT可以最暴力，当然这是理论

对于马力机来说，它不考量角加速度，只考量最高档时无加速的平衡状态。马力机认为只有最高档，接近极限速度时才能测出极限马力。但其实每个档都有机会达到发动机马力的峰值区间。因为对发动机来说，它的阻力不止来自坡、风、滚，同样也来自加速度。教材中是将加速度归为阻力的。

假设档位无限多，就能让发动机全程工作在峰值马力，自然性能也是最高的。因为根据P = F*V，更高的马力，意味着可以经过变速箱“调”出最大的轮上扭矩；另外，扭矩与马力是有固定公式的——马力=发动机扭矩*转速/9554，让每个档都工作在更高速下，对应转速越高，发挥的马力越大，配合对应的减速比，加速度才能更大。这是为啥在赛场上，很少提及扭矩，更多是强调马力多少。毕竟先确定发动机，再确定减速比。

如果我们要改一台专攻0-1的车，并可以任意改6个档的齿比，则车辆的极速设定为100km/h，根据上面的计算器，可以这台R20可以做成这样，这大概是3秒多的成绩。

如果是这个设定跑0-1，假设轮胎足够强，不改发动机也能进4秒了

如果是这个设定跑0-1，假设轮胎足够强，不到300匹的发动机拉1.5吨的车，也能进3秒了 。当然这只是示意，实际情况还有变速箱的换挡速度、轮胎极限、设计时速、油耗、机械结构等。

例如设计时速，上图的设定肯定不会出现在日常街道版的车上。我买了个600匹的车，发现最高档上不了200km/h，岂不是被外行笑话？所以实际给老百姓的车，这个曲线一定是尽可能拉伸到更高的速度的。

但如果一个600匹的车时速上不了200km/h，就一定不堪？感兴趣可以搜关键字：Ken Block Focus RS RX。砖叔这台车，600 匹，800NM， 1.3吨，极速203km/h，但0-100 1.9秒。多少600匹的车能做到？这车给你装X，你会嫌它上不了200，说它太慢了？说它有600匹也发挥不出？

说到这里，我们已经从3个例子了解了扭矩、加速、马力、速度的关系。这其实是维度一。我还没有回答1.6的高尔夫能否跑出GTI的0-1成绩。

这时我们来看看维度二，

结论四：0-1加速，极限取决于马力/重量比

这是众所周知的结论，但我会从能量变化的角度来跟你解释。虽然它在设计上没有任何用处，但可以用来评估一个车的极限加速能力。

不同驾驶风格的加速度_速度曲线

这个曲线描述了两种驾驶风格，0-100km/h自然是两种结果。我们抛开枯燥的秒数结果，来看这两种风格的实际意义，这两个曲线所围成的面积，其实是同一个车在两个驾驶过程中的实际功率/重量比： ∑a*△v = (∑ma*△v )/m ≈ (∑F *△v )/m ≈ ∑Power / m

这里已经固定了质量M为1500kg，所以加速度-速度曲线，实际上是观察实际马力表现的好帮手。而一台车0-1的快慢，最终看的是轮上实际马力/重量。记住，是实际哦，如果遇到个笨变速箱，或者经济取向的齿比设定，那实际马力不会大的。

说了这么多，我所讲的性能，始终没有出现“时间”。换句话说，测试性能用时间，但测试性能，不唯时间。

就比如推算高尔夫1.6到底能跑多快，最终是看这个加速度-速度的曲线面积极限有多大。

简化情况，抛开各种坡、风阻、机械消耗、转动部件的动能，并且配备了宇宙终极变速箱，无限优化，让发动机始终满负荷工作在最大马力。则发动机做功 = 汽车动，1.6的发动机81kw，假设车重1500kg，则提速到100km/h所需时间最小值 =  ( mV^2 / 2) / 81000 = 7.10 秒。

好了，说到这里，我今天的存货也不多了。

总之，加速度，是测时间之外，了解性能非常重要的新途径。刷了程序，改了排气，换了轮圈？找个GSpot app，跑一圈g值图看看，会比0-1成绩更立体。

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很多人不明白加速的意义。但对我来说，想要了解一个车的加速特性，除了花3000买个pbox测0-1，也可以找个传感器测0-1过程中的g值。有了时间结果，你有了参照物。但g值，能给你解构过程的能力。

很多人一说到手机app测性能，首先想到手机app测0-1不准，误差多大。但其实是杀鸡用牛刀，用错地方了。只要你的手机自带g-sensor，找个好的app就可以画这样的曲线。一般iPhone的传感器测算g值的精度，高于0.01g。足以观察任何时间点的动力区别了。它天然与PBox这类用太空传来的信号测量米级位置的设备形成绝佳的互补。这时候即便是只有手机内置GPS，也足够来画精确的推背图。PBox？发达了再买吧。

蓝线为GSpot app输出g值。灰线为Pbox测算g值，原始Pbox文件点此，图表文件点此

所以，GSpot app可以给你一个0-100km/h的参考值，也可以配合Vbox sport给你一个与pbox一致的精确值。但GSpot app真正的价值，是任何速度下的g值。这也是性能的真正魅力所在。