就题主给的几种车来看,功率跟速度没什么关系,而是跟车辆构成有很大关系。
其实题主比较错了对象,犯了“牛为啥没有马跑得快”的错误。货运机车对于最大速度一般没有太过分的要求,现在车身上喷的120最大速度其实都很难能跑到,除非拉去客串客运机车而且线路足够好,才有可能让司机开到110+。
列车运行时有三种阻力:机械阻力、坡道阻力、空气阻力。
机械阻力指的是车辆运动部件,比如牵引电机带动的齿轮,车轮与轨道,以及各轴承之间的摩擦阻力,分动静摩擦,一般与车重及轨道平顺度正相关,在总体阻力占比较小。
坡道阻力是指车辆在线路上因为不同坡度而产生的阻力,与对应坡度及车重强正相关,在总体占比里由坡道陡峭情况决定。所以,4000吨货车在平原线路(<6‰)上一台6轴机车即可牵引,而在山区线路(6~13‰)需要两台六轴机车提供足够牵引力以抵消掉坡道阻力,当坡道≥13‰乃至25‰时,需要更多的机车牵引。
空气阻力是指车辆运行时改变车身气流产生阻力,与车速正相关,基本上可以视为与车速的平房成正比,车速越快则空气阻力越大。货运机车由于车辆特性,车头一般是略有弧度的方方正正,后面的车厢则更加方正,在中低速时空气阻力对车速影响不大,所以基本不考虑气动。
高铁列车跑得快的原因,第一条在于车身轻巧,这样机械阻力与坡道阻力就不至于太大,第一条在于气动结构经过相当程度的优化,相比大门板一样的货运机车,空气阻力已经压缩到相当低的地步。
就像卡车相对轿跑车毫无气动一样(当然实际上欧洲各厂商也在死抠卡车的气动,本世代旗舰总要比上一代旗舰优化出几个百分点的油耗),各种铁路车辆的用途不同,对于各部件的关注度就不一样,硬要强行对比就成了关公战秦琼,没什么意义。