15 汽车的极限加速度和极限速度
城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件
城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件一、引言城市轨道交通直线电机车辆是一种以直线电机为驱动装置的城市轨道交通工具，它具有高效、环保、安全等优点，在城市快速交通领域具有广泛的应用前景。
本文将对城市轨道交通直线电机车辆的通用技术条件进行探讨。
二、车辆性能指标1. 极限速度：城市轨道交通直线电机车辆的极限速度通常应在200km/h以上，以满足城市快速交通的需求。
2. 加速度：车辆的加速度应适中，以保证乘客的舒适性和安全性，一般要求在1.2m/s²左右。
3. 制动距离：车辆的制动距离应尽量短，以确保紧急情况下的安全停车。
制动距离要根据车辆的设计速度和制动系统的性能来确定。
4. 容载量：车辆的容载量应根据城市交通需求来确定，一般要求每节车厢的最大乘客数不少于300人。
5. 过载能力：车辆的过载能力应满足城市交通高峰期的需求，以确保乘客能够正常乘坐。
6. 噪音：车辆的噪音应尽量降低，以减少对沿线居民的影响。
7. 能耗：车辆的能耗应尽量低，以提高运营效率和降低运营成本。
三、车辆控制系统1. 速度控制：车辆的速度控制是实现稳定、安全运行的关键。
采用先进的电子控制技术，通过控制直线电机的电流和电压，实现精确的速度控制。
2. 制动控制：车辆的制动控制应具有快速、稳定的特点。
采用电磁制动器和再生制动技术，能够实现快速停车，并将制动能量回馈给电网。
3. 故障诊断：车辆的故障诊断系统应具备自动检测、自动报警和自动处理的功能，能够及时发现并排除故障，提高车辆的可靠性和安全性。
4. 通信系统：车辆的通信系统应能够实现与控制中心和其他车辆的信息交换，以实现列车间的协调运行和故障处理。
四、车辆设计1. 结构设计：车辆的结构设计应符合轻量化、高强度的原则，以提高运行效率和安全性。
车辆的车身采用铝合金材料制造，具有重量轻、强度高的特点。
2. 空调系统：车辆的空调系统应能够满足车内乘客的舒适需求，采用先进的变频技术，能够根据车内温度和人员数量进行自动调节。
趋近于0的速度比较口诀
趋近于0的速度比较口诀摘要：一、引言二、趋近于0的速度比较口诀详解1.极限速度概念2.速度比较方法3.口诀运用实例三、口诀在实际生活中的应用1.交通工具2.运动竞技3.科技领域四、总结正文：【引言】在数学、物理等领域，极限速度的概念是一个重要的研究对象。
如何更好地理解和掌握这一概念呢？这里有一句趋近于0的速度比较口诀，可以帮助我们更好地理解和应用极限速度。
【趋近于0的速度比较口诀详解】1.极限速度概念极限速度，指的是一个物体在趋近于0的时间内所达到的最大速度。
在数学表达式中，可以表示为v = lim(t->0) (at)，其中v为速度，t为时间，a为加速度。
2.速度比较方法在极限速度的比较中，我们可以使用以下口诀：“零比大小，一比无穷”。
这句话的意思是，当两个物体的极限速度都趋近于0时，我们可以通过比较它们的加速度来判断速度的大小；当极限速度都趋近于无穷大时，我们可以通过比较它们的极限速度来判断速度的大小。
3.口诀运用实例假设两个物体A和B，它们的加速度分别为a1和a2。
当t趋近于0时，A的极限速度为v1 = lim(t->0) (a1t)，B的极限速度为v2 = lim(t->0) (a2t)。
如果a1 > a2，则v1 > v2，说明物体A的速度更快。
【口诀在实际生活中的应用】1.交通工具以汽车为例，当我们比较两辆汽车的加速性能时，可以通过观察它们的极限速度来判断。
例如，在一项测试中，一辆汽车的极限速度为100km/h，另一辆汽车的极限速度为120km/h。
显然，极限速度更高的汽车加速性能更好。
2.运动竞技在短跑比赛中，运动员的起跑速度和加速度是决定比赛结果的关键因素。
通过观察运动员的极限速度，我们可以预测他们在比赛中的表现。
例如，在100米短跑比赛中，两位选手的极限速度分别为10m/s和12m/s。
在这种情况下，极限速度更高的选手更有可能在比赛中获胜。
3.科技领域在航空航天领域，火箭的发射速度是衡量其性能的关键指标。
汽车理论第五版_课后习题答案(正确) (1)
第一章 汽车的动力性确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中，Tq 为发动机转矩（N •m ）;n 为发动机转速（r/min ）。
发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。
装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =•m 2二前轮转动惯量 I w1=•m 2 四后轮转动惯量 I w2=•m 2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg=分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。
只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。
常见错误是未将车速的单位进行换算。
2）首先应明确道路的坡度的定义tan i α=。
求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。
计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。
3）已知条件没有说明汽车的驱动情况，可以分开讨论然后判断，也可以根据常识判断轻型货车的驱动情况。
汽车理论习题及答案
汽车理论习题及答案----------------------- Page 1-----------------------I----------------------- Page 2-----------------------目录第 1 章汽车动力性 (1)第 2 章汽车的燃油经济性 (9)第 3 章汽车动力装置参数的选择 (12)第 4 章汽车的制动性 (13)第 5 章汽车的操纵稳定性 (19)第 6 章汽车平顺性 (25)第7 章汽车的通过性 (28)综合题 .......................................................................................................................... (29)I----------------------- Page 3-----------------------第 1 章汽车动力性第 1 章汽车动力性1.1 简述汽车动力性及其评价指标。
1.2 汽车行驶阻力是怎样形成的？1.3 试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。
1.4 滚动阻力系数与哪些因素有关？1.5 汽车的滚动阻力可以分为哪几种？1.6 能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？1.7 某轿车总质量 m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的 60%；车轮侧向力系数 k =1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前α轮互置前束角β后产生相应行驶阻力 Fv ，如图1-1 所示。
（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为F =k β，试求因前束引起的行驶阻力；V α（2）若该轿车滚动阻力系数f =0.015，试求整车的滚动阻力Ff ；（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。
1.8 转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径 R ，转弯时的滚动阻力系数f R=f +Δf 。
汽车理论第一章习题答案
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.8
解：（1）先求汽车旋转质量换算系数 2 2 Iw 1 I f ig i0 ηT 1 =1.4168 δ =1+ ∑2 + 2 m r m r 驱动力为：
F= t
Ttqigi0ηt r
= 6597.36(N ⋅ m)
则根据驱动力阻力平衡方程式
Tq ×6.9×5.83×0.85
0.377×0.3697n 2 = 494.312 + 0.131( ) 5.83×6.09
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.3-2）
⑴最高车速： 把Tq的拟合公式也代入可求得最大车速对应的 发动机转速：n>4000 rpm，只能代入最大转速 4000rpm，得
D 1挡 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 2挡 3挡 4挡
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
4、（续） 已知该货车装载质量为2500kg，总质量为 5400kg，轴距3.3m，质心至前轴的距离a为 1.68m（空载）和2.20（满载）。沙地滚阻 系数 f=0.15， 附着系数ϕ =0.4。
Tq →n ⇒F →u t u →n
0.377rn ua = igio
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.3
行驶阻力为： 由计算机作图得
CD A 2 Ff + F = Gf + ua w 21.15 2 = 494.312 + 0.131 a u
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
切向反力即驱动力
du F = Ff + F + F +δm t w i dt
可能产生的最大加速度为：
du Ft = = 2.9m/ s2 dt δm
汽车理论第五章
第二节 轮胎的侧偏特性 4）γ过大对汽车产生不良影 响 影响轮胎与路面的良好 接触
汽车轮胎
摩托车轮胎
5）外倾时产生的回正力矩
45
第二节 轮胎的侧偏特性
46
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
一、线性二自由度汽车模型运动微分方程
思考：车辆坐标系中，汽车共有多少个自由度？
1.建模中假设
1）忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；
26
第二节 轮胎的侧偏特性
3.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧偏角越小 越好，所以 |k| 越大越好。
27
第二节 轮胎的侧偏特性
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
侧偏刚度大
钢丝子午线轮胎
斜交轮胎
侧偏刚度小
纤维子午线轮胎
小尺寸轮胎
28
第二节 轮胎的侧偏特性
（1）扁平率小，k大
B
H
扁平率=(H/B)×100%
29
第二节 轮胎的侧偏特性
一些车型轮胎的型号及扁平率
车型 新雅阁
奔驰 S320
奔驰 LORINSER
轮胎型号 普利斯通 205/65R15
米其林 225/60R16 W
米其林 275/30 ZR19
8
第一节 操纵稳定性概述
直线行驶性
7.直线行驶性能
评价参量
转向盘转角和（累计值）
侧向风敏感性 路面不平敏感性
评价参量
侧向偏移
操纵稳定性包含的内容
9
第一节 操纵稳定性概述
各档位的转速和车速的关系
各档位的转速和车速的关系一般是:一档~10--20KM二档~20--30km三档~30--40km四档~40--60km五档~60--...安全km 转速一般是1500--2500左右换,主要还是看车型,如低扭矩的就需要高转速,如富康,它需要3000转换档~~合理加档,配合发动机转速,提高工作效率1. 关于发动机的功率：汽车发动机的最高功率是在某一转速下发挥出来的,所以汽车的说明书或宣传资料里关于功率的说明都是与转速相提并论的。
当汽车在发动机较低转速时行驶比如1500RPM ,发动机的功率可能只发挥出10％－15％具体参数你研究一下你发动机的“转速/功率曲线”就能确定,如果你有的话。
而且这个函数的导数曲线并不平滑,hehe 。
交通台的JC当时说：“就好象汽车原来需要70匹马拉着发动机最高功率70马力 ,你现在只让15匹马拉,能不费力吗”2. 关于燃烧：发动机长时间处于低转速状态工作,会造成燃烧的不充分,有些部位会有积碳,有些部位会被粘粘乎乎的没有完全燃烧的油渍糊住,进一步造成燃烧的不充分,恶性循环。
到那时,你的爱车就想不肉也难了。
交通台的JC那天举例子说：“改革开放初期,我国某大部委买了一辆世界知名品牌的高级轿车 JC没点名,我估计是大奔 ,交给专业司机开了没一年,就油耗上升,运行状态下降等等不良现象先后出现。
部委领导忿忿然叫来该公司驻北京办事处的老德,责问其产品质量。
老德来了以后,先自己开着车在院子里转了2圈,又问了问司机平时如何驾驶、如何保养和加减档时机等等,并打开车的机器盖子大概看了看。
然后老德对领导说：星期天当时还没有双休日早上6：00,请你们司机把车加满油,在京顺路起点等我,我亲自给你们修车。
星期天早上司机早早来到约定地点,心里还直纳闷,这老德怎么在这儿修车6：00整老德来了,也开一大奔,他下车对专业司机说：你跟着我,别拉下。
说完转身上车狂奔,车速很快达到了200KM/H,一直开到密云水库的大坝上才停住行程约200KM 。
加速度的计算方法
加速度的计算方法加速度是物理学中描述速度变化的物理量。
在许多实际情况中，我们需要计算加速度来了解物体运动的特性。
本文将介绍一些常用的加速度计算方法，旨在帮助读者更好地理解和应用这一物理概念。
一、平均加速度的计算方法平均加速度是在某一时间段内速度的变化量与该时间段的持续时间之比。
具体计算公式为：a = (v2 - v1) / t其中，a表示平均加速度，v2和v1表示物体在时间段末和时间段初的速度，t表示时间段的持续时间。
举个例子，假设一个小汽车的速度从20米/秒增加到40米/秒，时间为4秒。
我们可以使用上述公式计算该小汽车在这段时间内的平均加速度。
根据上述公式，我们可以得出：a = (40 - 20) / 4 = 5 米/秒²所以，该小汽车在这段时间内的平均加速度为5米/秒²。
二、瞬时加速度的计算方法与平均加速度不同，瞬时加速度是在某一瞬间的瞬时速度变化量与该瞬间的时间的比值。
通常情况下，瞬时加速度是通过对速度-时间图像的导数来计算的。
导数可以理解为函数变化率的极限，表示瞬时加速度。
举个例子，我们可以考虑一个物体在一条直线上做直线运动的情况。
设想物体的速度-时间图像是一条直线，斜率为2米/秒²。
这意味着物体的瞬时加速度是2米/秒²。
三、加速度与牛顿第二定律牛顿第二定律是连接力、质量和加速度的重要方程。
它的表达式为：F = m*a其中，F表示受力的大小，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
通过这个方程，我们可以看出，当物体的质量不变时，加速度与受力成正比。
也就是说，如果我们知道物体所受的力，我们可以通过牛顿第二定律计算出物体的加速度。
举个例子，假设一个质量为2千克的物体受到20牛的力。
根据牛顿第二定律，我们可以得出：a = F / m = 20牛 / 2千克 = 10 米/秒²所以，该物体所受力的情况下的加速度为10米/秒²。
四、加速度与自由落体自由落体是指物体只受重力作用下的运动。
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后轮驱动力矩的功： 后轮驱动力矩的功： M∆s / R 空气阻力的功： − 空气阻力的功： µv 2 ∆s( µ阻力系数 ) 4个车轮与轮轴间摩擦力 矩的功：M ′∆s / R 矩的功： 4
汽车动能 = 车身与四个轮子平动动 能 + 4个轮子转动动能 1 1 1 1 2 2 2 2 E k = mv + 4 × m ′ρ ω = m (1 + γ )v = m * v 2 2 2 2 2 有效质量： 回转质量系数： 有效质量： m * ；回转质量系数： γ = 4m ′ρ 2 /( mR 2 )
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力学知识讲座
定律知： 由牛顿定律， 由牛顿定律，质心运动 定律及过质心轴的转动 定律知： F N 1 + F N 2 = mg (1) F f 1 = ma c F f 1 ≤ µ s FN 1 ( 2) ( 3) ( 4) FN 2 l + F f 1 h − FN 1 l = 0
一、汽车ห้องสมุดไป่ตู้平直公路行驶的极限加速度
忽略汽车行驶时， 的阻力， 的摩擦力， 忽略汽车行驶时，空气 的阻力，车轮与轮轴间 的摩擦力， 前轮与地面的摩擦力。 前轮与地面的摩擦力。 汽车受力分析： 汽车受力分析：重力 mg ，质心 C离地面高 h, 前后轮受到支 持力 F N 2 , F N 1 , 前后轮的间距 2l。后轮受到向前的摩擦 力 F f 1
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力学知识讲座
汽车由静止行驶， 能定理： 汽车由静止行驶，由动 能定理： 1 ∆s ∆s 2 2 m*v = M − µv ∆ s − 4 M ′ 2 R R 又因为 v 2 = 2 a ∆ s
M − 4 M ′ − µRv 2 解得： 解得： a = m*R
可得极限速度： 令a = 0可得极限速度： v m =
M − 4M ′ µR
作功之和等于零， 即汽车所受内力即外力 作功之和等于零，也就 是来源于 发动机的驱动力矩做功 通过空气阻力及车轮与 轮轴间 摩擦全转化为热了， 摩擦全转化为热了，因 而汽车的动能不再增加 了。 由上式知， 越小， 越大。 由上式知，空气阻力阻 力系数 µ越小，极限速度 v m 越大。
µsl 联解得： g 联解得： a c ≤ 2l − µ s h
( 5)
若l = 1.50m ，h = 0.6m , µ s = 0.50. 可由（ 可由（5）求得极限加速度 : a c = 2.27 m ⋅ s − 2 若发动机发挥更大的功 率，只会导致车轮打滑 。
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力学知识讲座 二、汽车的极限速度
力学知识讲座
15 汽车的极限加速度和极限速度
导入：汽车的驱动力是后轮与地面的摩擦力， 导入：汽车的驱动力是后轮与地面的摩擦力，而 摩擦系数和正压力都是有限的， 摩擦系数和正压力都是有限的，所以加速度也是 有限的；汽车动能来自发动机作功=空气阻力功 空气阻力功+ 有限的；汽车动能来自发动机作功 空气阻力功 轮与轮轴间的摩擦力功。 轮与轮轴间的摩擦力功。极限速度
设汽车的质量 m ，每个车轮的质量 m ′ , 车轮半径 R ，车轮 v 对轮轴的回旋半径 ρ ，车轮与轮轴间的摩擦 力矩 M ′ , 后轮 v 正比。 的驱动力矩 M , 空气阻力与速度平方成 正比。前轮摩擦不计
因为汽车沿平直公路行 驶，所以重力和支持力 不做功 别作功： 当汽车行驶 ∆ s，汽车的内力和外力分 别作功：