汽車的極限速度是由什麼決定的?

時間 2021-06-01 23:15:23

1樓:Jack.Captain

從汽車的構造來說燃油車和純電動車,兩者極限車速取決的因素是不一樣的。

車速計算公式:

從以上公式看出,汽車極限車速與發動機或電機轉速、變速箱檔位速比、主減速器速比、輪胎半徑有關。

對於普通燃油車而言,當輪胎半徑和主減速速比不變的情況下,通過調整發動機的轉速(最高轉速6000rpm)和不斷換擋調整達到最高車速。

對於純電動汽車,其他不變的情況下,也是調整電機的轉速和變速箱檔位達到最高車速(目前國內的主流的電機最高轉速12000rpm且不配備變速箱,極少數廠家運用了兩檔變速箱)。

那是不是只要輪胎半徑足夠大,發動機或者電機轉速足夠高,變速箱最高檔位速比足夠小,極限車速就可以無限大呢,答案是否定的。汽車的行駛會有阻力,當驅動力不足於抵擋阻力時,車速就上不去。

汽車行駛阻力公式:

(其中,為機械系統總傳動效率,與A分別為風阻係數和迎風面積,δ為旋轉質量轉換係數。G為整車重量,α為路面坡度,m為整車質量。)

從以上公式看出,汽車要想達到較高的車速,需要克服整車的路面摩擦阻力,風阻(車速越高風的阻力越大)、坡道阻力,加速阻力。怎麼去克服,那就是需要提高電機或者發動機的動力,即增加扭矩。

所以綜上所述,影響汽車極限車速的因素是多方面的。但一般來說汽車的動力、變速箱的檔位是影響的主要因素

可能有人會問為什麼目前國內的純電動車的極限車速普遍比燃油車低呢?其實那是因為燃油車都有變速箱,且變速箱都有4個檔位以上,十幾個檔位都有,但純電動車基本上沒有變速箱,或者頂多兩檔變速箱,另外純電動車的電機也受最高轉速限制,國內主流電機最高轉速才12000rpm,根據車速計算公式,燃油車的極限車速在原理上和技術上更容易超過純電動車,國內高速路限速最高120km/h,再高了也是浪費。時刻謹記:

「道路千萬條,安全第一條,行車不規範,親人兩行淚」

2樓:Fangak

動力源:發動機(輪轂電機)

動力傳遞:變速箱主減速器輪邊減速器輪胎大小花紋力損耗:摩擦力風阻力自重

其他:看路況和駕駛員敢不敢

手動滑稽回答不對不要槓我

3樓:一起留下腳印

簡要來說,就是由車輛最大功率和車輛的阻力決定。(功率又取決於動力系統匹配,阻力包括滾阻、風阻、坡道阻力)

例如:在平路上,踩油門一直加速,車輛可能有200kmph的最大車速;坡道上可能只有100kmph的最大車速。

4樓:汽車加速Du

汽車極速速度首先幫忙決定性作用的是動力系統的最大功率,以及傳動系統能夠承受的最大轉速和功率。當然車重,風阻,滾阻影響也很大。

5樓:蕭西

為讓非專業人士看懂,盡量不用專業術語即符號。

(在懷疑究竟有無汽車專業人士關注此話題。)

首先提個問題:如果汽車的發動機功率和變速箱提供的轉速都可以無限大,那麼汽車的速度可以無限大麼?

汽車之所以能夠前進,是由於車輪滾動時,車輪與地面的摩檫力向前推動汽車前進。如果地面與車輛間沒有摩擦力則車輪只會空轉。形象的例子就是車輪在雪地打滑。

即,當車輛的外部阻力達到這個摩擦力的最大時,即使汽車有多餘的動力也無法推動汽車加速。

而這個摩檫力的最大值和什麼有關呢?壓力和摩擦係數。摩擦係數可認為是固定值(實際上因車輪滾動中輪胎的變形,即使是同一路面,同一汽車,不同速度下也會不一樣)。

那麼可變的就是壓力。首先影響壓力的就是車重,這個不需要過多說明。還有就是氣動公升力。

(氣動公升力在我們駕駛上的乙個體驗就是高速時的髮飄,乃至轉向失靈。所以再抱怨車輛高速髮飄時請多抱怨車輛的氣動布局,少抱怨車重。)

可以這麼理解氣動公升力:當汽車行駛時,空氣沿車輛上表面流動距離要比下部長,所以總體上下部的壓力大於上部,從而抬公升汽車。下圖是各典型車輛的公升力係數。

那麼驅動車輪與地面的最大摩檫力為,即可能提供的最大驅動力:

汽車重力-氣動公升力)*滑動摩擦係數=(汽車重力-汽車速度*公升力係數)*滑動摩擦係數

#為區別於後面的滾動摩擦係數,這裡稱滑動摩擦係數。

下面再來談談行駛阻力,有:滾動阻力、氣動阻力、坡度阻力、加速阻力。

當研究最大車速時,可以認為坡度阻力和加速阻力為零,下面僅考慮滾動阻力和氣動阻力:

即:行駛阻力=滾動阻力+氣動阻力=(汽車重力-汽車速度*公升力係數)*滾動摩擦係數+汽車速度*風阻係數

則當汽車最大速度時得到以下方程:

(汽車重力-汽車速度*公升力係數)*滑動摩擦係數=(汽車重力-汽車速度*公升力係數)*滾動摩擦係數+汽車速度*風阻係數

則:汽車最大速度=

汽車重力*(滑動摩擦係數-滾動摩擦係數)/[(滑動摩擦係數-滾動摩擦係數)*公升力係數+風阻係數]

結論:即使在汽車動力系統足夠大時,汽車也是有極限速度的;而且在不考慮地面的情況下,其極限速度只與其自身特性有關,即自重、輪胎特性以及形狀(氣動布局)。

當然在未達到此平衡前,汽車的速度與其動力系統相關。

6樓:曾立文

1.說白了就是牛頓第一定律,力的平衡。

當驅動力和阻力平衡的時候,就是汽車達到最高極限速度的時候。

2.驅動力

驅動力與發動機,變速箱等汽車傳動系有關,與輪胎和地面也有很直接關係。

往往輪胎和地面的影響,對驅動力而言就是個桶。

發動機,變速箱等汽車傳動系能產生的扭矩,是桶裡的水。

水再多,也只能裝到桶滿。

有的車,相當於只裝了半桶水。有的車可以裝滿桶。

好車的桶比一般車的桶要大,主要原因是來自於輪胎。

3.阻力

汽車行駛阻力有很多,包括滾動阻力,風阻,坡道阻力等。

滾動阻力與車速關係很有限,當輪胎滾動超過100km/h以後,會逐漸呈現出非圓形的狀態,這個時候滾動阻力會逐漸加大。

風阻與車速是平方關係,也就是說,車速變成原車速2倍,風阻力增大到4倍。這是個指數增長,所以車速提高後,風阻也明顯增大。

4.驅動力與阻力的關係,決定了車速

比如,哪怕發動機不點火,整車也不制動。把車至於乙個無限長的下坡坡道上,車就會一直加速。這個時候,汽車重力沿著坡道方向的分力,構成了汽車的驅動力。汽車阻力就是滾動阻力,風阻。

這時,汽車的極限速度就是汽車重力沿著坡道方向的分力與滾動阻力,風阻相等。

已經說的很白話了,還聽不懂那就只能自救了。

7樓:紅色的布

極限速度其實是計算出來的,並不是跑出來的,那些超級跑車除外嗷。

例如,發動機的曲軸轉速過快會導致曲軸軸承表面金屬膠合,點蝕,甚至是開裂,對於變速箱也是這樣,傳動部件上的負荷超過極限疲勞強度之後就會出現問題,這些問題會導致部件受損而報廢,由原動機和傳動系統的物理特性得到乙個極限載荷,在計算過程當中加入乙個安全係數,最後得出極限速度的理論數值。

不過整車下線之後還是會抽檢的,據我所知的抽檢方式是在車上布很多感測器,然後讓汽車以乙個不快又不慢的速度執行起來,監控內容包括姿態感知,溫度,速度,震動,重要部件的變形量,在獲得資料之後會和之前計算推演的內容進行比對,看看新車或者是試驗車的各項資料是否都在設計的誤差閾值範圍內,最終形成報告。

最好不要嘗試自己用瘋狂地板油的方式測試車輛,這樣不安全,也不科學。

留在最後,行車不規範,親人兩行淚。

8樓:Dust4ever

樓上的回答都很全面了,我提供另外乙個角度補充一下吧。我們知道從很基本的角度來說,馬力越大=跑的越快,扭矩越大=推力越大。但是其實在不同速度下決定條件不一定是馬力。

時速150以下基本上就是發動機動力決定的,想要提高極速就無腦堆動力,發動機功率夠了就極速就能達到。

時速200就開始需要看傳動系統(整體)的發揮了,包括底盤整不整,變速箱傳動比。

時速200-300開始主要就是氣動外形了,這個速度下無腦堆發動機輸出功率收益是很低的,只有能夠破開空氣降低風阻才能夠提公升極速。布加迪肥龍在跑到100kmh時只需要50馬力,在跑到200時只需要150馬力,在跑到400時需要1000馬力,但是沒有良好的氣動布局只是動力強的話我估計車都解體了還達不到400。

時速400以上就是以上幾個方面的集大成啦,缺一不可,在提公升動力和降低阻力之外還要考慮材料的耐受度,例如輪胎輪轂避震在這個速度下承受的壓力是200時的數十倍,小到軸承阻力大到覆蓋件強度都能決定能否安全達到更快極速,各種挑戰陸地速度記錄失敗的大神都不是操作失誤而是車輛故障,有的是車身解體有的是散熱不足有的是零件奔潰不一而同。

而以上很多條件其實都是互相衝突的,例如輪胎阻力太大影響極速並提公升油耗,輪胎阻力太小的話日常駕駛剎車效能會很差勁。變速箱傳動比太小不利於跑極速,太大會導致發動機轉速跟不上在合法限速內跑不到最高檔位。風阻太大費油且難以提速,風阻太小又會影響抓地力和車內空間視野。

所以民用車在以成本為出發點,多角度平衡的前提下很難,廠家也沒有動力去著力於提公升極速。

9樓:Xuhaioa

極限的話要看風阻吧,越到後段加速汽車就要損耗越多的動力來對抗風阻,據我觀察大部分的車80KM勻速是最省油的。。應該是80以後風阻太大了

10樓:指尖奶茶

首先感謝微軟贊助的跑車發動機變速箱。

1,爆改GTR,馬力夠變速箱拖後腿,極速由變速箱決定,表現方式為6檔紅線DuangDuangDuang。

2,豪華GT車型,RS7,大賓利等,馬力不行,變速箱巨多檔位,7,8檔死活上不去轉速,極速拉不上。

3,同樣千匹怪獸,v12總比v8極速高,轉速高。

4,萬轉的26B看似會極速高,可車殼子不行,跑不快。

11樓:BossOfThisGym

根據初中物理知識,最簡化的情況下就是 P(功率)= F(驅動力,極速情況下等於汽車所受所有阻力)x V(速度),扭矩只是決定了達到力平衡前汽車所能達到的加速度

12樓:瑞瑞瑞瑞瑞兒呢

瀉藥,汽車極限速度是由驅動力(驅動功率)和阻力(阻力功率)共同決定的F=Ff

其中F(驅動力)簡單來說可以由發動機輸出轉矩,變速箱、主減速器傳動比,各種機械效率,以及車輪半徑決定的

驅動阻力可以理解為車輛滾動阻力,爬坡阻力,加速阻力,空氣阻力共同決定。在高速行駛時,空氣阻力體現的是主要作用

13樓:莫執

這個問題可以有兩種不同的理解:

針對某輛具體的車,它的極限速度是由其動力系統(發動機、變速箱等)所能提供的動力決定的,因為各種其他引數均已確定,動力越強極速越高很容易理解;

汽車達到極限速度的過程就是汽車加速度 由大於0減小到等於0的過程。

從理論角度來看,因為問的是極限值,我們認為動力系統所能提供的功率可以不斷加大到所需值,但是只要汽車還是由輪子驅動,車速就不能隨著動力的增強而無限提高。下面簡單分析一下:

汽車加速度 ,

其中 是地面給車輪總的驅動力,這個驅動力存在極限值,並不會隨著驅動系統的總驅動轉矩增大而無限增大,它受到地面附著係數的限制,而地面附著係數一般是小於1的(也有熱熔胎做到大於1的,但不可持續);也就是說,即便在理想無阻力良好路面條件下,汽車加速度的極限值也不會超過1 ,否則多餘的動力就會使車輪打滑而不產生加速度。

再看阻力 ,它一般由我們熟悉的幾大阻力組成:空氣阻力、滾動阻力、爬坡阻力(這裡不應算加速阻力,因為加速阻力本質是慣性力,是乙個效果力,它是站在整車受力平衡的角度分析時給整車加速的慣性力命名的,而我們現在正在分析加速度,所以不能算慣性力)。這三種阻力都是造成 的原因,其中滾動阻力是基本維持不變的,假設情景為水平路面加速運動(不考慮爬坡阻力),那麼空氣阻力就是造成 不斷減小的原因;這是因為空氣阻力是與車速的平方成正比的,在車身外形不變的情況下(即車身風阻係數一定)空氣阻力會隨著車速增加而迅速增大,很快就會使 接近 ,從而使整車加速度 降為0,整車難以繼續提速。

所以,從理論上來看,車輛的極限速度是受路面附著係數和空氣阻力所限制的。

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