车子的最高时速是由哪些零件决定的？

标题：如何提高汽车最高车速？动力系统参数匹配是关键！

车辆的最高时速是由哪些因素决定的呢？除了发动机、传动系统、车身、轮胎等基本要素外，路面和天气状况也会影响车辆的最高车速。那么，如果不考虑那么多的因素，我们可以认为车辆的最高车速由发动机和传动系统共同决定。

在这个层面上的话，其实这个问题就变成了动力系统参数匹配的问题。下面我就简单介绍一下以最高车速为目标的动力系统参数匹配怎么做。

首先，我们需要了解动力系统参数匹配的流程。与最高车速相关的有1和4两点，即发动机最大功率和最小总传动比。

先说步骤1,这一点还是很好理解的，发动机的功率需要支持车辆在最高车速下行驶。具体来说，就是满足以下不等式：

P_{emax}geqfrac{1}{eta_T}(frac{m_Vgu_{amax}(f_0+f_1u_{amax})}{3600}+frac{C_DAu_{amax}^3}{76140})

其中，不等式右侧括号中第一项是道路阻力对功率的需求，第二项则是空气阻力对功率的需求。式中eta_T为传动效率，m_V为整车质量，g为重力加速度，u_{amax}为最高车速，f_0和f_1为道路阻力系数，C_D为风阻系数，A为迎风面积。

接下来看步骤4,在这一步需要满足车辆最高车速对应的发动机转速在工作区间内，且此时的车辆驱动力要大于行驶阻力。具体来说，就是满足以下不等式：

i_{min}leqfrac{3pir_Womega_{max}}{25u_{amax}}

$frac{T(omega_{u_{amax}})i_{min}eta_T}{r_W}$geq(f_0+f_1u_{amax})m_Vg+$frac{C_DAu_{amax}^2}{21.15}$

式中omega_{max}为发动机最高转速，T(omega_{u_{amax}})为发动机在最高车速对应转速下的最大输出扭矩，r_W为轮胎半径，其余项均与上式相同。

当然了，上述过程只是计算动力系统为了满足最高车速的设计要求需要满足什么条件，最终车辆最高车速是多少还是以校核的依据为准。

校核的公式与步骤4中的公式完全一样，不同之处是步骤4中最高车速是已知量，最小总传动比是未知量；而校核过程中则是最小传动比为已知量，最高车速是未知量。

最后总结一下，从前面的分析可以看到，车辆的最高车速主要与发动机(最高转速、最大功率、扭矩特性)和传动系统相关(最小传动比、传动效率)相关，但是车身(整车质量、迎风面积)、造型(风阻系数)、轮胎(轮胎半径、道路阻力系数)甚至天气和路面环境(道路阻力系数)也都会对车辆最高车速有影响。

注：部分车型为了降低高速巡航时的油耗，车辆在最高挡时不一定能达到最高车速，反而是次高挡可以达到，此类车型在计算时将最小总传动比替换为次高挡总传动比即可。

这个问题如果往宽了说会受到很多因素影响，包括发动机、传动系统、车身(风阻系数和迎风面积)、轮胎等等，甚至包括路面和天气状况；而如果不考虑那么多的话，可以认为车辆的最高车速由发动机和传动系统(包括变速器和主减速器)共同决定的。

在这个层面上的话，其实这个问题就变成了动力系统参数匹配的问题。下面我就简单介绍以下以最高车速为目标的动力系统参数匹配怎么做。

首先给大家列一下动力系统参数匹配的流程

可以看到，与最高车速相关的有1和4两点，即发动机最大功率和最小总传动比。

先说步骤1，这一点还是很好理解的，发动机的功率需要支持车辆在最高车速下行驶。即

P_{emax}geqfrac{1}{eta_T}(frac{m_Vgu_{amax}(f_0+f_1u_{amax})}{3600}+frac{C_DAu_{amax}^3}{76140})

不等式右侧括号中第一项是道路阻力对功率的需求，第二项则是空气阻力对功率的需求。

式中eta_T为传动效率，m_V为整车质量，g为重力加速度，u_{amax}为最高车速，f_0和f_1为道路阻力系数，C_D为风阻系数，A为迎风面积。

接下来看步骤4，在这一步需要满足车辆最高车速对应的发动机转速在工作区间内，且此时的车辆驱动力要大于行驶阻力。即

i_{min}leqfrac{3pir_Womega_{max}}{25u_{amax}}

frac{T(omega_{u_{amax}})i_{min}eta_T}{r_W}geq(f_0+f_1u_{amax})m_Vg+frac{C_DAu_{amax}^2}{21.15}

式中omega_{max}为发动机最高转速，T(omega_{u_{amax}})为发动机在最高车速对应转速下的最大输出扭矩，r_W为轮胎半径，其余项均与上式相同。

当然了，上述过程只是计算动力系统为了满足最高车速的设计要求需要满足什么条件，最终车辆最高车速是多少还是以校核的依据为准。

校核的公式与步骤4中的公式完全一样，不同之处是步骤4中最高车速是已知量，最小总传动比是未知量；而校核过程中则是最小传动比为已知量，最高车速是未知量。

下面这张图片是某电动汽车的驱动力与行驶阻力关系图，供大家参考一下。

最后总结一下，从前面的分析可以看到，车辆的最高车速主要与发动机(最高转速、最大功率、扭矩特性)和传动系统相关(最小传动比、传动效率)相关，但是车身(整车质量、迎风面积)、造型(风阻系数)、轮胎(轮胎半径、道路阻力系数)甚至天气和路面环境(道路阻力系数)也都会对车辆最高车速有影响。

注：部分车型为了降低高速巡航时的油耗，车辆在最高挡时不一定能达到最高车速，反而是次高挡可以达到，此类车型在计算时将最小总传动比替换为次高挡总传动比即可。

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