汽车的动力性设计计算公式

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1、汽车动力性设计计算公式3.1 动力性计算公式3.1.1 变速器各档的速度特性：u 二 0.377 * 役 (km/h).(1)aii x igi 0其中：r为车轮滚动半径，m;k由经验公式：r 二 0.0254 - + b(l-九)(m)k _ 2 _d-轮辋直径，inb轮胎断面宽度，in九轮胎变形系数n为发动机转速，r/min ； i为后桥主减速速比； e0i为变速箱各档速比，i(i = 1,2p)，p为档位数(以下同)。 gi3.1.2 各档牵引力汽车的牵引力：T ( u ) x i x i(2)耳为传t错误!未指定书签。F (u ) =g 0 xn ( N)ti artk其中：T (u

2、)为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩，Nm;tq a动效率。汽车的空气阻力：C x Ax u2卜dw 21.15N)(3)其中：C为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2。d汽车的滚动阻力：F 二 G x f ( N ).(4)fa其中：G二mg为满载或空载汽车总重(N) , f为滚动阻尼系数 a汽车的行驶阻力之和 F ：rF 二 F + F ( N ).rf w注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图3.1.3 各档功率计算汽车的发动机功率：P (u )=ei aT (u ) x ntq ae9549kw)(6)其中：P (u )为第i(i = 1,2.p)档对应不同转速(或车速)下发动机的

3、功率。ei a汽车的阻力功率：kw)(7)(F + F )ufw36001t3.1.4 各档动力因子计算D (u )=iaF (u )- FtiawGa(8)各档额定车速按下式计算rnu = 0.377 丄亠 (km/h).(9)a c. ii ig i 0其中： n 为发动机的最高转速；ecD (u )为第i(i = 1,2.p)档对应不同转速(或车速)下的动力因子。ia对各档在0, u 内寻找u使得D (u )达到最大，即为各档的最大动力因子Da c.iai ai. m ax注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线3.1.5 最高车速计算当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高3.1.5

4、.1 根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程F (u ) = F (u ),t . highest a r a求解 u 。舍去 u 中的负值或非实数值和超过额定车速的值；若还有剩余的值，则选择 aa它们中最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速 u 作为最高车速 u 。a ca. m ax额定车速按下式计算uacrn=0.377 k eciig h 0km/h)(10)其中： n 为发动机的最高转速eci 为最高档传动比 gh附着条件校验根据驱动形式计算驱动轮的法向反力Fn驱动形式 4*4全驱 ：F =G na4*2 前驱：f = G(L_a)n L4*2后驱：f =乞an L其中： L 为轴距

5、， a 为满载或空载质心距前轴的距离若满足下式Ft highest 申F其中：P 道路附着系数则表示“超出路面附着能力，达不到计算得出的最高车速值！”3.1.6 爬坡能力计算(F=arcsin ti(u ) - (F + F )afw_Ga(11)其中：a .为第i(i = 1,2.p)档对应不同转速(或车速)下的爬坡度i3.161各档爬坡度在0, a中对a i(Uai)寻优，找到最大值a-ml3.1.6.2 附着条件校验计算道路附着系数提供的极限爬坡能力a驱动形式 4*4：a = arctan 甲，计算 ai . m 2i .m 24*2 前驱：a - arctan(冈)，计算 ai.m 2

6、L + Qhi-m 2g4*2后驱：a = arctan(aQ)，计算 ai.m2L - Qhi.m2gi . m 2其中： b 满载或空载质心到后轴的距离P道路附着系数L 轴距取a 、a 之小者作为一档或直接档的最大爬坡度 i .m1i . m 23.1.7 最大起步坡度3.1.7.1 按下式计算最大起步驱动力FtqT x i x iFd = eq max gq 0 xq q r t k其中： T 为发动机的最大输出扭矩 eq m axi 为起步档位的传动比，这里分别取一档传动比和二档传动比 gqi 为主减速器的传动比0耳t为起步档（一档或二档）的传动效率3.1.7.2按下式计算最大起步坡度

7、“Fa = arcsin( 呂 )-arctan fqG ,.1 + f 2arad)(13)3.1.7.3 附着条件校验按3.162校验附着条件，得到极限爬坡度a，取a和a之较小者作为最m 2qm 2大起步坡度。3.1.8 加速性能计算3.181计算第id = 1,2P）档的旋转质量换算系数5;如果已知经验值5 ，5 ，则按下式计算125 =1 + 5 +5 i2i12 gi(14)其中：i 第i档传动比gi如果已知车轮的转动惯量I和飞轮的转动惯量I，则按下式计算wf1 /Y I I i 2 X i 2=1 +( w + f gid xq )mr 2r 2 tkk(15)其中： m 满载或空

8、载质量3.182按下式计算第i（i =】,2P）档加速度F( u) - Ftiar5mq=5-( D - f)i(16)其中：a为第i(i = 1,2.p)档对应不同转速(或车速)下的加速度i注：可画出加速度倒数随车速变化的曲线3.1.8.3连续起步换档加速时间和加速距离的计算3.1.8.4最高档或直接档加速时间和加速距离的计算(17)(18)t = 1 UaedUp u 3 .6 a (u ) apaas其中： a (u )为最高档(或直接档)加速度pa(19)uae用户指定的加速终了速度uas用户指定的加速起始速度3.1.9 比功率计算按下式计算比功率PpPP =( kw/kg)pm(20

9、)其中： P 为发动机的最大功率m 为汽车满载总质量确定最佳换档点：设从第i档换到i +1档(i = 1,2.p -1 )的最佳换档点对应的车速为 uab i计算加速时间11du 3.6 a (u ) aia计算加速距离I 12 u dt tiai3.1.10 载质量利用系数计算按下式计算载质量利用系数耳mm耳 = emm0(21)其中： m 为装载质量em 为整车整备质量03.2 经济性计算公式3.2.1接档（或超速档）等速百公里油耗计算3.2.1.1 计算燃油消耗率 ge按下式计算行驶阻尼功率Pr1 C A G f )P ( D U3 + aU 丿r 耳 76140 x 106 a 360

10、0 a tkw)(22) 按下式计算对应的发动机转速 neiin = gue 0.377r akr/min)(23)其中： i 直接档（或超速档）传动比 gd 根据万有特性，通过插值求出对应于上面计算结果 P r（g/kwh ）n 的有效燃油消耗率 gee3.2.1.2 计算直接档等速百公里油耗100Pge e1.02u yaL/100km)(24)其中： y 为燃料的重度注：可画出百公里燃油消耗率随车速或转速的曲线3.2.2 最高档全油门加速500m 的加速油耗 ( L/500m )3.2.2.1取计算的时间步长为At。3.2.2.2初速度 ： v = 30 s1在第n个时间段内km/h(G

11、B/T12545-1990)3.2.2.33.2.2.43.2.2.53.2.2.6v = vsn末速度：veeen-1=vs(n = 2,3.)(25)累积行驶距离+ 3.6a (v )At( n = 1,2.)psnv + vS = S + s At( n = 12 )tn tn-1 2X 3.6 ( n )S = 0t0燃油消耗率：gen起点燃油消耗率g(26)s n以初速度气 对应的发动机转速n和P (v )插值得到起点g snsnen sni x in = g highest 0 vsn0.377rSnk其中： i 为最高档传动比gh终点燃油消耗率 ge n(27)以末速度v对应的发

12、动机转速n和P (v)插值得到ee en eenenengen累积燃油消耗量i x ighv0.377 rk(28)Qt0=02 367.1 x 1000 xY(P (v) g + P (v) g)Aten s s en e en nn n(29)如果S 500，则n二n +1再次计算，否则停止，并以Q作为Q。tt500nn3.2.3 循环工况百公里燃油消耗量按照GB/T12545-1990,根据载货车总重量选择的标准试验循环工况号，并按要求工况计算燃油消耗量及行驶距离。3.2.3.1 怠速工况的计算燃油消耗量：Q 二 g t (ml).(30)iei其中： g 为怠速燃油消耗率eit 为怠速

13、工况时间(由标准工况决定) 行驶距离S 二0( m).(31)i3.2.3.2 匀速工况的计算 燃油消耗量发动机功率1 C A G f )P ( D U3 + aU 丿c 耳 76140 x 106 a 3600 a t发动机转速iin 二 g 0 uc0.377r ak其中： r 车轮滚动半径k由P、n根据万有特性插值得到燃油消耗率gc cec按下式计算燃油消耗量P X gce 一-367.1丫(32)其中：t为匀速工况时间行驶距离S = .(33)c 3.6其中： u 为匀速工况的行驶速度at 为匀速工况时间3.2.3.3 加速工况的计算 燃油消耗量：在加速初速度v和末速度v中均匀取50个

14、点，记为vsei按3.232中同样方法计算燃油消耗率，并按下式计算各速度下单位时间的燃油消耗：367.1 x 100OyP (v ) g e i e i(34)加速时间AAvAt =3.6a其中： a 加速度(35)燃油消耗量按下式计算Q =丫 g Atati 行驶距离(36)ve 2 - vs 225.92a(37)其中： a 为加速度3.2.3.4 减速工况计算燃油消耗量Q 二 g tdei其中： g 为怠速燃油消耗率 eit 为减速工况时间(38) 行驶距离v 2 v 2S -se-d25.92a(39)其中： v 为减速运动的初速度sv 为减速运动的末速度 ea为减速度。3.235各工况之总油耗记为q，总的行驶路程记为SttQ =Q + Q + Q + Qt i c a d循环工况百公里油耗：(40)(41)