动力匹配不合理?还是其它原因?
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[1 楼] jc90454 [资深泡菜]
20-6-5 22:05
先给用电车跑高速的泡菜提个醒:高速上车少对电车不一定是好事
昨天跑了趟高速,往返不到200公里。京昆线车少得令人发指,一路上都120时速巡航,闲暇时看了看瞬时电耗,一看吓一跳:25-28度之间
我这辆iA5不到3000公里,媳妇平常上下班开,平均电耗是11,只要不激烈驾驶,满电跑过500KM一点问题都没,550也是完全可能的,为此还曾经发过一帖,反驳“虚标”这一说法,现在看来,我的结论忽视了高速工况。
下到6环,对不同巡航车速的电耗进行观察,数据同样有意思:100时速约15,90时速不到11。从这个不严谨的实验来看,这个车的设计有问题,经济工况居然都不能覆盖100公里时速,而且超出经济时速20%,能耗就翻倍了。电机能耗曲线肯定不是这样,不知道是电池特性如此,还是电池、电机匹配不合理?
[84 楼] delano [资深泡菜]
20-6-11 10:21
fringer 发表于 2020-6-10 16:07
好吧,能不能忽略先不论,但这是另一个问题。回到之前讨论的问题,汽车匀速行驶时,驱动轮受到地面的摩擦力是怎么样的,向前还是向后,这个力做正功还是负功。我的观点是向前,做正功,而某人观点是向后,做负功,你给说说吧


为什么不讨论呢?我跟你讨论的就是这个问题。你跟别人讨论什么跟我有什么关系?
[83 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 17:17
fringer 发表于 2020-6-10 17:01
原来你是这个意思。有起跑器当然不需要摩擦力,但是汽在平地上匀速行驶时哪有起跑器去借力啊,只能靠摩擦力,同样的,如果人在没有起跑器的情况下起跑,也是靠地面的摩擦力的,脚往后瞪时,实际上对地面的力是斜向后下方的,对这个力正交分解,垂直分量不用说了,和人体所受重力一致,水平分量就是脚对地面的摩擦力(就是你说的向后的力),这个水平分量的反作用力就是地面对脚向前的摩擦力,也是直接推动人体向前加速运动的力。为什么要举冰面的例子,就是说明在没有摩擦力的情况下,前述直接推动人体向前的力就没有了,因此人也无法起跑


错咧吧。 力分解成水平和垂直方向,水平方向得蹬力,是作用在起跑器挡板上的,没有摩擦力啥事,人向前移动是挡板的反作用力推动滴。

再问,人的肌肉是做正功还是负功?
[82 楼] tigeryeh [泡菜]
20-6-10 17:13
同意木剌剌的意见。
另外,不是四驱的话驱动轮上的摩擦力驱动车辆前进(踩踏板时),从动轮的摩擦力阻碍车辆前进。四驱的话都是驱动车辆前进(踩踏板时)
[81 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 17:05
早餐饼 发表于 2020-6-10 16:47
对于发动机来说,摩擦力是做的负功呗。

一般来说判断正功 负功依据是看“ 沿着力的方向发生了位移”, 对发动机来说,力的方向是它扭矩的方向,位移是轮子转动方向。摩擦力方向发动机扭矩方向相反,那就是负功了呗。
传动系统的摩擦阻力做的当然是负功,但是驱动轮受到地面的摩擦力做的当然是正功
[80 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 17:01
早餐饼 发表于 2020-6-10 16:42
不不不,不要用冰面。  我用这么张图就是想知道你咋理解的, 注意此人的脚蹬在起跑器上,没有任何摩擦力。

这个时候人在向后蹬腿发力,你认为他的肌肉在做负功么?
原来你是这个意思。有起跑器当然不需要摩擦力,但是汽在平地上匀速行驶时哪有起跑器去借力啊,只能靠摩擦力,同样的,如果人在没有起跑器的情况下起跑,也是靠地面的摩擦力的,脚往后瞪时,实际上对地面的力是斜向后下方的,对这个力正交分解,垂直分量不用说了,和人体所受重力一致,水平分量就是脚对地面的摩擦力(就是你说的向后的力),这个水平分量的反作用力就是地面对脚向前的摩擦力,也是直接推动人体向前加速运动的力。为什么要举冰面的例子,就是说明在没有摩擦力的情况下,前述直接推动人体向前的力就没有了,因此人也无法起跑 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 17:02 编辑
[79 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 16:47
fringer 发表于 2020-6-10 16:07
好吧,能不能忽略先不论,但这是另一个问题。回到之前讨论的问题,汽车匀速行驶时,驱动轮受到地面的摩擦力是怎么样的,向前还是向后,这个力做正功还是负功。我的观点是向前,做正功,而某人观点是向后,做负功,你给说说吧


对于发动机来说,摩擦力是做的负功呗。

一般来说判断正功 负功依据是看“ 沿着力的方向发生了位移”, 对发动机来说,力的方向是它扭矩的方向,位移是轮子转动方向。摩擦力方向发动机扭矩方向相反,那就是负功了呗。

[78 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 16:42
fringer 发表于 2020-6-10 14:23
行吧,不和你争了,想像一下把你图上的地面换成冰面(摩擦系数为0,说冰是方便你理解),剩下的不用多说了,也都说过了。没有了摩擦力会怎么样,你自己想像吧


不不不,不要用冰面。  我用这么张图就是想知道你咋理解的, 注意此人的脚蹬在起跑器上,没有任何摩擦力。

这个时候人在向后蹬腿发力,你认为他的肌肉在做负功么?
本帖最后由 早餐饼 于 2020-6-10 16:47 编辑
[77 楼] 多跑多看 [泡菜]
20-6-10 16:18
电动机的工作原理,转速越高越费电

所以现在正在大力研究增速机,发挥出电动机低转高扭的特性来降低高速电耗
[76 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 16:07
delano 发表于 2020-6-10 16:01
你以为滚动摩擦可以忽略?还是你觉得所有车都启动就上高速就有高风阻啊?你觉得车在低速行驶的时候,摩擦阻力和风阻哪个更大?
另外,你以为驱动轮没有滚动摩擦?
好好想想为什么同一辆车,车越重越费油吧。或许你也可以进一步思考一下为什么轮胎越宽越费油。
好吧,能不能忽略先不论,但这是另一个问题。回到之前讨论的问题,汽车匀速行驶时,驱动轮受到地面的摩擦力是怎么样的,向前还是向后,这个力做正功还是负功。我的观点是向前,做正功,而某人观点是向后,做负功,你给说说吧 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 16:18 编辑
[75 楼] delano [资深泡菜]
20-6-10 16:01
fringer 发表于 2020-6-10 15:07
看来你没有仔细看或者看明白我的答复,在由轮子驱动车子的模型下,你没法直接讨论滚动摩擦,或者说,滚动摩擦在这里不是主要的,相比于高速行驱时的驱动力(实际上就是表现为地面对轮胎表面的静摩擦力,在不打滑的前提下)而言,那是可以忽略的。

补充一点,如果不是4驱,非驱动轮当然可以去研究滚动摩擦


你以为滚动摩擦可以忽略?还是你觉得所有车都启动就上高速就有高风阻啊?你觉得车在低速行驶的时候,摩擦阻力和风阻哪个更大?
另外,你以为驱动轮没有滚动摩擦?
好好想想为什么同一辆车,车越重越费油吧。或许你也可以进一步思考一下为什么轮胎越宽越费油。 本帖最后由 delano 于 2020-6-10 16:04 编辑
[74 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 15:07
delano 发表于 2020-6-10 14:58
你是不是认为汽车前行的时候轮胎和地面没有滚动摩擦阻力?
看来你没有仔细看或者看明白我的答复,在由轮子驱动车子的模型下,你没法直接讨论滚动摩擦,或者说,滚动摩擦在这里不是主要的,相比于高速行驱时的驱动力(实际上就是表现为地面对轮胎表面的静摩擦力,在不打滑的前提下)而言,那是可以忽略的。
以下内容由 fringer 于 2020-6-10 15:09 补充
补充一点,如果不是4驱,非驱动轮当然可以去研究滚动摩擦
[73 楼] delano [资深泡菜]
20-6-10 14:58
fringer 发表于 2020-6-10 14:56
你就没明白我的意思,一直匀速前行?那是谁在克服空气阻力呢?没有推进力怎么可能保持匀速?
滚动摩擦当然存在,但是不适合在这里讨论,那是另一个模型了。如果把汽车看成是一个由外部力量往前推或拉的小车,那么下部和地面接触的部分会有摩擦力阻碍车子前行,如果下部是滑动接触,那就是滑动摩擦,如果下部是轮子,那就是滚动摩擦。
但是,带有内在动力的汽车显然不适合用这个模型,因为汽车的驱动力是内部产生的,而这个驱动力是靠轮子的主动转动才能起作用,那怎么起作用呢?最终是靠地面对轮胎的静摩擦力才能推动汽车,否则,除非是喷气式发动力,否则内部动力如何能推动汽车呢?
我说的冰面的模型也是为了让你们理解这个道理,如果是没有摩擦力的冰面,那么车轮就会空转,动力无法通过摩擦力推动汽车前进


你是不是认为汽车前行的时候轮胎和地面没有滚动摩擦阻力?
[72 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 14:56
delano 发表于 2020-6-10 14:48
没有摩擦力会一直匀速前行,直到撞上东西。
人家说的没错,发动机做功不光是空气阻力做功+传动系统摩擦力,一样要克服轮胎和路面带来的摩擦阻力(听说过滚动摩擦吧?),如果路是上坡的话,还要增加一个克服重力的功耗。
你就没明白我的意思,一直匀速前行?那是谁在克服空气阻力呢?没有推进力怎么可能保持匀速?
滚动摩擦当然存在,但是不适合在这里讨论,那是另一个模型了。如果把汽车看成是一个由外部力量往前推或拉的小车,那么下部和地面接触的部分会有摩擦力阻碍车子前行,如果下部是滑动接触,那就是滑动摩擦,如果下部是轮子,那就是滚动摩擦。
但是,带有内在动力的汽车显然不适合用这个模型,因为汽车的驱动力是内部产生的,而这个驱动力是靠轮子的主动转动才能起作用,那怎么起作用呢?最终是靠地面对轮胎的静摩擦力才能推动汽车,否则,除非是喷气式发动机,不然内部动力不通过轮子如何能推动汽车呢?
我说的冰面的模型也是为了让你们理解这个道理,如果是没有摩擦力的冰面,那么车轮就会空转,动力无法通过摩擦力推动汽车前进 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 14:58 编辑
[71 楼] delano [资深泡菜]
20-6-10 14:48
fringer 发表于 2020-6-10 14:23
行吧,不和你争了,想像一下把你图上的地面换成冰面(摩擦系数为0,说冰是方便你理解),剩下的不用多说了,也都说过了。没有了摩擦力会怎么样,你自己想像吧


没有摩擦力会一直匀速前行,直到撞上东西。
人家说的没错,发动机做功不光是空气阻力做功+传动系统摩擦力,一样要克服轮胎和路面带来的摩擦阻力(听说过滚动摩擦吧?),如果路是上坡的话,还要增加一个克服重力的功耗。
[70 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 14:23
早餐饼 发表于 2020-6-10 14:12
我贴的照片看到了不?

人体肌肉是向后用力的,靠反作用力向前位移滴!!!就算没有摩擦力,也能向前跑滴!
行吧,不和你争了,想像一下把你图上的地面换成冰面(摩擦系数为0,说冰是方便你理解),剩下的不用多说了,也都说过了。没有了摩擦力会怎么样,你自己想像吧 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 14:25 编辑
[69 楼] oxywell [泡菜]
20-6-10 14:15
jc90454 发表于 2020-6-6 00:34
不能同意风阻的说法,以雅阁为例,90时速和120油耗差别也就5%~10%,电车差一半


油车在阻力增大的同时,发动机也在慢慢接近高效运转区域,相互抵消了
电车的电机不管低速还是高速,都在高效区域运转,所以阻力增大时,没有因素来抵消。
换言之,不是电车高速时费电,而是电车低速省电,如果把效率做一下排名,应该是:油车低速<油车高速=电车高速=电车低速
[68 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 14:12
fringer 发表于 2020-6-10 13:50
如果连我举的那个冰上跑步的例子还理解不了,我真的无能为力了,这就是初中物理啊


我贴的照片看到了不?

人体肌肉是向后用力的,靠反作用力向前位移滴!!!就算没有摩擦力,也能向前跑滴!
[67 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 13:50
早餐饼 发表于 2020-6-10 13:01
发动机不需要克服地面摩擦力做功? 那费那么大劲搞磁悬浮干嘛?

你这个公式用在磁悬浮上就没错
如果连我举的那个冰上跑步的例子还理解不了,我真的无能为力了,这就是初中物理啊
[66 楼] yanw [泡菜]
20-6-10 13:07
这贴再次证明,中学物理教育任重道远啊
[65 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 13:01
fringer 发表于 2020-6-10 11:00

发动机牵引力做功=空气阻力做功+传动系统摩擦力做功


发动机不需要克服地面摩擦力做功? 那费那么大劲搞磁悬浮干嘛?

你这个公式用在磁悬浮上就没错
[64 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 11:00
早餐饼 发表于 2020-6-10 10:48
车辆向前的受力,是包括摩擦力在内的一种合力。 轮胎的纹路咬合进路面里,产生的反作用力也是一部分吧。这个绝非特例,非铺装路很容易发生。


人体肌肉是向后用力的,靠反作用力向前位移滴!!!就算没有摩擦力,也能向前跑滴!
不不不,讨论的是发动机能耗问题。你把它简化成一个滑块,肯定不对啊,把发动机彻底给省略了
我认为汽车匀速直线运动的时候:
发动机牵引力=空气阻力+轮胎受到的反作用力+传动系统摩擦力。

这个我觉得已经说得很清楚了,不想再多给你解释,你就想想这个情形吧,一个人在摩擦系数为0的冰面上试图奔跑,他会如愿跑起来?还是原地踏步?以此引申,没有摩擦力的作用,无论是车还是人,能在理想光滑平面上通过内部动力运动起来吗?如果不能,那么原因是什么?难道不是因为没有摩擦力去推动他们前行吗?
你给出的发动机牵引力公式,把那个反作用力去掉就对了,而且这个抽像的牵引力实际上恰恰是通过摩擦力起作用的,当然,这并不严谨,实际上应该是做功之间的关系,而不是力之间的关系
也就是

发动机牵引力做功=空气阻力做功+传动系统摩擦力做功

但如果讨论的是能耗,那应该还要加上动力源本身的发热能耗

动力系统消耗总能量=动力转换过程中发热+传动系统摩擦力做功+空气阻力做功 (假设动力转换过程中耗散的能量都用来发热,忽略电磁辐射等) 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 11:09 编辑
[63 楼] 新手入门了 [资深泡菜]
20-6-10 10:57
电车没有变速箱,跑得快电机就得转得快,转得快电流大了,用电量高了也正常吧。
[62 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 10:48
fringer 发表于 2020-6-10 10:28
什么叫估且?你的意思摩擦力的反作用力不是摩擦力?你再想想?摩擦力的反作用力是不是一定是摩擦力
    拿轮胎陷进泥土的特例显然不足以证明轮胎在水平方向的主要受力不是摩擦力,之前讨论的是在平坦的公路上匀速行驶的情况,讲这个特例没有意义。

车辆向前的受力,是包括摩擦力在内的一种合力。 轮胎的纹路咬合进路面里,产生的反作用力也是一部分吧。这个绝非特例,非铺装路很容易发生。

什么叫向前奔跑的人的肌肉是向后发力,哪块肌肉,对哪里的发力?别忘了肌肉的两端连在不同的骨胳上,对两个端部的发力方向显然是相反的,因此你这种说法完全没有意义,况且肌肉对外的发力无法直接推动人体前行,直接推动人体的还是摩擦力(在平面上为例,不要又扯脚陷进泥里什么的),你不信的话,想像一下在理想光滑平面上的人,无论他怎么发力都不可能前行,因为没有摩擦力。

人体肌肉是向后用力的,靠反作用力向前位移滴!!!就算没有摩擦力,也能向前跑滴!
发动机克服摩擦力和空气阻力才能推动汽车前行,这个说法太笼统,你可以说是对的,但是这个摩擦力可不是轮胎上受的摩擦力,而是传动系统内部的摩擦阻力,因此你不能用这个笼统的说法来解释你前面的错误说法(轮胎受到地面的摩擦力会阻止汽车前行而不是推动汽车前行)
    这个问题(指行驶中汽车的受力分析,不包括空气阻力与速度关系等)恰恰是中学物理(确切说是初中物理)探讨的一个典型问题,无论内部动力系统如何复杂,最终把汽车作为一个整体来作受力分析,可 ...

不不不,讨论的是发动机能耗问题。你把它简化成一个滑块,肯定不对啊,把发动机彻底给省略了
我认为汽车匀速直线运动的时候:
发动机牵引力=空气阻力+轮胎受到的反作用力+传动系统摩擦力。 本帖最后由 早餐饼 于 2020-6-10 10:49 编辑
[61 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-10 10:28
早餐饼 发表于 2020-6-10 09:03
姑且把反作用力称作摩擦力吧,实际情况没这么简单,比如轮胎齿咬进泥土里产生的牵引力就不是摩擦力。
一个向前奔跑的人,他的肌肉是向后发力的,和位移方向相反! 这个人的肌肉是在做负功么?

所以咯,发动机是需要同时克服摩擦力和空气阻力才能推动汽车前进的。  您使用中学物理里常用的受力模型不适合分析这种自带动力的对象。
    什么叫估且?你的意思摩擦力的反作用力不是摩擦力?你再想想?摩擦力的反作用力是不是一定是摩擦力
    拿轮胎陷进泥土的特例显然不足以证明轮胎在水平方向的主要受力不是摩擦力,之前讨论的是在平坦的公路上匀速行驶的情况,讲这个特例没有意义。
    什么叫向前奔跑的人的肌肉是向后发力,哪块肌肉,对哪里的发力?别忘了肌肉的两端连在不同的骨胳上,对两个端部的发力方向显然是相反的,因此这种说法完全没有意义,况且肌肉对外的发力无法直接推动人体前行,直接推动人体的还是摩擦力(在平面上为例,不要又扯脚陷进泥里什么的),你不信的话,想像一下在理想光滑平面上的人,无论他怎么发力都不可能前行,因为没有摩擦力。
    发动机克服摩擦力和空气阻力才能推动汽车前行,这个说法太笼统,可以说是对的,但是这个摩擦力可不是轮胎上受的摩擦力,而是传动系统内部的摩擦阻力,相反,轮胎受地面的摩擦力不但不是阻碍、反而是推动汽车前行的。
    这个问题(指行驶中汽车的受力分析,不包括空气阻力与速度关系等)恰恰是中学物理(确切说是初中物理)探讨的一个典型问题,无论内部动力系统如何复杂,最终把汽车作为一个整体来作受力分析,可以迅速得到正确的结论,一句话,轮胎受到地面的摩擦力是唯一推动汽车向前的力,在匀速运动时,它正好和汽车受到的阻力相抵消。
   不过话说回来,这个问题和本贴讨论的主题其实没有直接关系,更相关的是:
1.空气阻力做功和速度关系,
2.高速行驶时传动系统内部阻力做功占比,换句话说,动力系统的总效率是多少
3.动力系统总效率与车速关系

对于1,目前只有近似公式,大致上是3次方关系
对于2,没有确切的数据
对于3,也同样没有确切的数据,但是可以确认的是,对于油车,动力系统总效率会随着车速提高而快速提高,而对于电车,这个总效率和车速的关联没有那么大 本帖最后由 fringer 于 2020-6-10 10:54 编辑
[60 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-10 09:03
fringer 发表于 2020-6-8 20:06
你说的轮胎收到的反作用力就是地面对轮胎的摩擦力!
另外,我说的轮上功率就是去除内部摩擦等阻力后的驱动功率。我没有具体数据,但在高速行驶时,电动车的总效率(轮上功率/消耗的电功率)应该是很高的,当然,除了内部摩擦阻力,电机电路等还有发热耗能,相比之下因内部摩擦力而损失的能量绝对是很小一部分

姑且把反作用力称作摩擦力吧,实际情况没这么简单,比如轮胎齿咬进泥土里产生的牵引力就不是摩擦力。
一个向前奔跑的人,他的肌肉是向后发力的,和位移方向相反! 这个人的肌肉是在做负功么?

所以咯,发动机是需要同时克服摩擦力和空气阻力才能推动汽车前进的。  您使用中学物理里常用的受力模型不适合分析这种自带动力的对象。

[59 楼] jc90454 [资深泡菜]
20-6-9 07:52
昨天请教了一位专业人士,他的说法是:通常电池容量是通过内阻计算出来的,根据实测,放电电流对内阻有较大影响,大电流放电时,显示的容量通常不准
[58 楼] fringer [资深泡菜]
20-6-8 20:06
早餐饼 发表于 2020-06-08 10:04
当然是摩擦力和空气阻力共同阻碍汽车前行啊。  

你不能把汽车简化成一个滑块模型来做力学分析哦。 中学物理里这种分析方法是基于对...
你说的轮胎收到的反作用力就是地面对轮胎的摩擦力!
另外,我说的轮上功率就是去除内部摩擦等阻力后的驱动功率。我没有具体数据,但在高速行驶时,电动车的总效率(轮上功率/消耗的电功率)应该是很高的,当然,除了内部摩擦阻力,电机电路等还有发热耗能,相比之下因内部摩擦力而损失的能量绝对是很小一部分
本帖由安卓客户端编辑于:2020-06-08 20:12:28
[57 楼] 木剑刺 [泡菜]
20-6-8 19:37
低速时机械阻力占大头, 超过一定车速, 风阻 就占大头了.

图片来自网络 本帖最后由 木剑刺 于 2020-6-8 19:41 编辑
[56 楼] 早餐饼 [泡菜]
20-6-8 18:04
fringer 发表于 2020-6-7 10:26
再想想!地面对轮子的摩擦力是朝前还是朝后,不要把地面受到的摩擦力和轮子受到的摩擦力搞反了,它们是作用力与反作用力的关系!事实上,把汽车看成一个整体,轮子受到的摩擦力是唯一推动汽车前行的动力。同时,别忘了轮子是和汽车一起向前运动的,怎么会是负功?
再回到开头的问题,空气阻力和地面对车轮的摩擦力是什么关系?难道这个摩擦力是和空气阻力共同阻碍汽车前行的吗?


当然是摩擦力和空气阻力共同阻碍汽车前行啊。  

你不能把汽车简化成一个滑块模型来做力学分析哦。 中学物理里这种分析方法是基于对象不带动力和传动系统的,发动机必须同时克服摩擦力和空气阻力做功,汽车才能前行,对吧?

车辆的牵引力是根据发动机扭矩计算的:
Ft=Ttq*ig*io*vT/r
其中:Ft——车轮驱动力;Ttq——发动机输出扭矩;ig——变速器速比;io——主减速器速比;vT——整个传动系的机械效率;r——车轮滚动半径。

车辆向前行进,实际上是靠轮胎受到的反作用力。