民用汽车为什么要设计120公里以上的速度?_无限V5论坛

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用户：神奇车仔
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发表于 2019-07-30 14:47

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您好，精华帖至少要有9张图片，文字不少100个字！并且是原创内容，布局合理。
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楼主电梯直达楼

题主说的这个叫speed limiter 很多国家造的车都有，原理是达到设定速度后不再增加喷油量提高转速。

欧洲车很多都限制在了250km/h，BBA三家有250的君子协议；

美国在石油危机的时候限制过85mph；

在日本贩卖的日本车（排量0.66以上）都限制在了180km/h，速度表也是180到头。尼桑的两个跑车的nismo版虽然表底不是180，但是根据GPS数据在公路上行驶是有180限制，只有到有备案的赛道可以解除。

然而我是在想怎么把限速器刷掉

要设计最高时速是题主说的150km/h的话，要么这个车加速很肉（限制发动机动力输出），要么这个车很费油（增大传动比）

但是现实中还真有这么一种车，叫做K-car，日语叫：「軽自動車」，翻译成汉语就叫轻型汽车。

法律对它的限制只有外形大小和发动机排量0.66以下。厂家们的自主限制（君子协议）是64马力，140km/h的电子限速。

现在主流都是0.66T的三缸增压发动机，扭矩100Nm左右，0-100km/h加速平均13s。虽然每个厂家都在造，但是本田，铃木，大发是这种车的主力。

（*国内有一个误区：只有这种排量0.66以下的，装黄色车牌的才是k-car。其他外观相近的但是排量大于0.66的，装白色车牌的都不是！）

这种车我开过几次，只有一个字就是肉，我开这个车加速基本都是油门到底，要是坐人了，再有点上坡，变道都要小心翼翼，简直是想死。但是，真的省油，大概百公里5-6L左右（城市，暴力驾驶）。

要是法律限制只能造这种车，那真是和谐低碳社会～

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下面说点正经的，若感到不适请下滑或右滑

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关于极速：

极速不是设定的高，是在满足加速需求和油耗需求下的必然产物。

理想状态下（平坦，无摩擦，空气无粘度），给质量m的物体（质点）施加F牛顿的推力，质点会得到一个加速度a=F/m，在无限时间后，速度会接近无穷大。

极端的说，理想状态下，哪怕只要有1Nm的驱动力，那么车也会一直加速至无穷大。

同上的理想状态下，无视旋转体惯性矩，加上一些汽车机械性的限制：

极限速度Vmax = 2π*发动机最高转速n*车轮半径/（最高档位变速比x减速器传动比）

以我的车为例：

发动机最高转速7300rpm=121.667rps；5档变速比0.839；减速器传动比3.916；车轮半径0.340 m

Vmax=2π*121.667*0.340/（0.839*3.916）=79.109 m/s= 284.792km/h

以大多数普通买菜车的平均数据计算，理想状态下的极限速度大概是在220km/h左右

然后回到现实中：

在现实中，存在各种阻力f（摩擦力），道路也会有坡度，而且最重要的是空气有粘度，所以会有空气阻力D，这也是现在限制汽车极限速度的主要因素。

因为空气阻力和速度存在乘方的关系，所以伴随着速度增大，阻力的增大会越来越快。

终于在速度增大到一定程度后，阻力大到和车轮输出的驱动力（车轮驱动力=轮上扭矩/轮胎半径）相等（F-f=0）。

此时，加速度a=(F-f)/m = 0，所以汽车不会再加速。

*上面说的理想状态可以跑到284.79km/h的那辆车实际水平是240km/h左右，然而这只是一辆中高级运动型轿车。

所以说，要想有不错的动力输出和油耗的话，最高速度必然会变大。

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下面说的可能更容易感到不适，请及时下滑或右滑

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余谈：

因为发动机输出的扭矩不是恒定的，所以根据发动机的扭矩输出特性来匹配变速箱是一件很重要（复杂）的事情。

上文说到，车轮驱动力=轮上扭矩/轮胎半径，其中轮上扭矩=发动机输出扭矩*变速器传动比*减速比。也就是说，汽车的行驶存在下列关系：

车轮驱动力=（发动机输出扭矩T*所选档位传动比*减速比）/轮胎半径

车速V= 2π?发动机转速n *车轮半径/（所选档位传动比x减速器传动比）

阻力=其他阻力(常量) 道路坡度的重力分量空气阻力=const mgsin(arctan%) 1/2ρSCd * 车速V^2

汽车整体驱动力=车轮驱动力-阻力

加速度a=汽车整体驱动力/m

这些是汽车行驶中对发动机所需输出的最基本的关系式。

在现实中，大多是通过4个轮胎旁边的ABS传感器收集的角度pulse信号（脉冲信号）得到车轮的旋转速度（角速度）ω=dθ/dt，然后可以得知车速和车轮受力情况。

车速V=车轮半径r*ω；加速度a=dV/dt

汽车整体驱动力=车轮惯性矩J*车轮角加速度dω/dt

也就是几个机械力学里面最基础的方程式：

角度θ —角速度ω=dθ/dt —角加速度α=dω/dt

T=J*α —

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神奇车仔

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发表于 2019-07-31 23:14

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凤凰浴火发表于 2楼
写的这么好为什么没有评论？

一不小心写多了，估计给我看一个别的专业的这种文章我也不想看[捂脸]

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发表于 2019-08-01 12:54

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7楼

首先，我说的是平坦路面，要是高速公路是下坡，重力也会提供一些驱动力，最高速度会变大。接着，2018款宝马320i，最大184ps，270Nm，极限速度是231，而且0-231所要的时间，可以跑7次0-220的加速；2019的本田飞度，130ps，153Nm，最高速度196。最后，这篇文章是我的原创，而且知乎上以汽车最基础运动学对这几项速度指标的分析也很少；貌似几乎没有人讲过基于热力学的内燃机燃烧。

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发表于 2019-08-01 12:54

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8楼

娃哈哈88 发表于 6楼
逼乎上都是些炒的老文章呗，我见过老1.6捷达的转时间表260，日本A级车一般限速220-225，解锁以后可以跑255。

首先，我说的是平坦路面，要是高速公路是下坡，重力也会提供一些驱动力，最高速度会变大。接着，2018款宝马320i，最大184ps，270Nm，极限速度是231，而且0-231所要的时间，可以跑7次0-220的加速；2019的本田飞度，130ps，153Nm，最高速度196。最后，这篇文章是我的原创，而且知乎上以汽车最基础运动学对这几项速度指标的分析也很少；貌似几乎没有人讲过基于热力学的内燃机燃烧。

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发表于 2019-08-02 00:28

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10楼

nclzz 发表于 9楼
答主的Skyline Crossover？

skyline v36 sedan—国内的g25，但是是前期的5at版本，比7at的g25悬架硬一些

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发表于 2019-08-02 07:11

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12楼

深蓝的海风发表于 11楼
这个仪表是什么车啊，最近一下子看到好几次，对7500的红线很有印象

日产的vq25hr，vq35hr，vq37vhr都是

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发表于 2019-08-02 19:03

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14楼

深蓝的海风发表于 11楼
这个仪表是什么车啊，最近一下子看到好几次，对7500的红线很有印象

哈哈我以为你会秒懂[捂脸]基本上从2007年开始英菲尼迪的所有v6，和日产的370z

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发表于 2019-08-02 20:58

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16楼

深蓝的海风发表于 11楼
这个仪表是什么车啊，最近一下子看到好几次，对7500的红线很有印象

能到7500的都是vq**hr，发动机是不错，我这个2.5v6出了城油耗不错大概不到9，但是城区油耗感人，城里15升起步20也出来过[飙泪笑]

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