买越野车、看硬派SUV,经常听到“最大爬坡度”“爬坡能力”这些词。有人觉得只要扭矩大、马力大就能爬陡坡,其实不然;有人把“30%坡度”当成“30度坡”,更是差得离谱。最大爬坡度到底怎么计算、靠什么决定,很多人搞不清楚,结果被参数宣传带偏。今天就把汽车爬坡测试的最大坡度计算一次讲清楚。
爬坡度怎么表达:百分比和角度是两回事
最大爬坡度,指汽车满载时在良好路面上用一挡(最低挡)行驶所能通过的最大坡度。表达方式有两种,很多人搞混。一是百分比坡度(%):用坡道垂直高度与水平距离的比值表示,比如爬坡度30%指水平前进100米、垂直升高30米。二是倾斜角度(度):就是坡面与水平面的夹角。两者换算关系是:百分比=tan(角度)×100%,比如45度坡对应100%爬坡度。所以“30%爬坡度”远不等于“30度坡”——30%大约只相当于16.7度角;真正45度的坡是100%爬坡度,已经是绝大多数车难以企及的了。
市面上说的“最大爬坡度”通常默认指百分比。看参数时先分清是“%”还是“度”,别被数字唬住。
理论上怎么算:牵引力与阻力的平衡
最大爬坡度的理论计算,核心是“牵引力≥阻力”。爬坡时汽车要克服三种阻力:坡道阻力(重力沿坡面的分力,坡度越大越大)、滚动阻力、空气阻力(车速低时相对小)。理论上,最大爬坡度由动力系统能提供的最大牵引力决定——一挡时传动比最大、能放大扭矩,牵引力上限(受发动机扭矩、传动比、传动效率影响)。所以挡位越低、扭矩放大越狠,理论爬坡度越大。
但理论只是“动力够不够”。现实中真正卡住爬坡上限的,往往是另一个因素——轮胎附着力。附着力=车重×附着系数(μ,轮胎与路面的摩擦系数),驱动力一旦超过轮胎附着力,轮胎就会打滑空转,车爬不上去。所以最大爬坡度受“动力牵引力”和“轮胎附着力”两者中的较小者限制,通常附着系数μ就近似是爬坡度的上限(tanθ≤μ)。
实测怎么标定:国标方法和真实上限
实际测试按国标来。我国有《汽车爬陡坡试验方法》GB/T 12539(现行2018版,正在修订),规定最大爬坡度是在良好路面、满载状态下,用最低挡能通过的最大坡度,以百分比表示;纯电动车也有对应动力性能试验方法(GB/T 18385等)。试验时逐步加大坡度(有标准坡度系列),直到车辆爬不上去,记录能通过的最大坡度;如果第一次爬坡失败可重做一次、总共不超过两次。还会根据车重和速比做换算修正(实际坡度按质量、最低挡总速比修正)。
爬坡实测还牵扯轴荷转移:爬陡坡时车身后倾、重量向后轴转移,前轮附着力下降、后轮增加,所以前驱车比后驱/四驱更容易打滑爬不上去;四驱车四个轮子都能出力,附着利用更充分,爬坡能力通常更强。一句话总结:最大爬坡度是汽车满载在良好路面上用一挡所能通过的最大坡度,表达方式分百分比(垂直高度/水平距离,如30%指水平100米垂直升30米)和角度(坡面与水平夹角),换算百分比=tan角度×100%,45度坡对应100%爬坡度,30%只约16.7度别被数字唬住;理论计算核心是牵引力≥阻力,爬坡要克服坡道阻力(重力沿坡面分力)、滚动阻力、空气阻力,一挡传动比最大放大扭矩、牵引力上限受发动机扭矩传动比传动效率影响,挡越低理论爬坡越大;但现实上限常卡在轮胎附着力=车重×附着系数μ,驱动力超过附着就打滑,最大爬坡度受动力牵引力和轮胎附着力中较小者限制、tanθ≤μ;实测按国标GB/T 12539(现行2018版在修订)满载最低挡良好路面通过的最大坡度百分比表示、试验逐步加大坡度到爬不上去、第一次失败可重做一次总共不超两次、按车重速比修正,爬坡还有轴荷转移车身后倾重量向后轴转移前轮附着下降后轮增加、所以前驱比后驱四驱易打滑、四驱四个轮出力附着利用充分爬坡能力通常更强,会算更要会看,买车才不被爬坡度数字带偏。