汽车动力性设计计算公式

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1、页眉内容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：r x nu 二 0.3 7 7ke ( km/h)(1)aii x igi 0其中：r为车轮滚动半径，m;kd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；e0tqat汽车的空气阻力：其中：T (u )为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩，Nm；耳为传动效率。(3)F = C X A X U2( N)w 21.15i .为变速箱各档速比，谊=1,2.p)，p为档位数，(以下同

2、)。gi3.1.2各档牵引力汽车的牵引力：T (u ) x i x i错误！未指定书签。F (u )二_ag0 Xq( n )(2)tiartk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 =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 )(5)r f w注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图页眉内容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

3、速(或车速)下发动机的功率。 ei a汽车的阻力功率：(F + F )u、/、P 二 f w a(kw)r36O0nt3.1.4各档动力因子计算D (u )二 FtiW) Fwi a Ga各档额定车速按下式计算r n“、u= 0.377 丄二c(km/h)(9)a Ci igi 0其中：n为发动机的最高转速；e cD (u )为第i(i = 1,2.p)档对应不同转速(或车速)下的动力因子。i a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D a c.iai ai.max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

4、速达到最高。3.1.5.1根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程F(u ) = F (u )，t. highest ar 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，则选择它们中aa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uac额定车速按下式计算a.maxrnu = 0.377 .k e.c a ci igh 0(km/h)(10)其中： n 为发动机的最高转速eci 为最高档传动比gh页脚内容页眉内容3.1.5.2 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 =GnaG4*2 前驱：F = -a (L - a)nLG4

5、*2 后驱：F =a aL其中：L为轴距，a为满载或空载质心距前轴的距离其中：申一一道路附着系数若满足下式Ft h i gFn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 (u ) - (F + F ) a = arcsin“iti a(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i3.1.6.1各档爬坡度在0, Uac.i 中对a i (Uai)寻优，找到最大值a i.m13.1.6.2附着条件校验计算道路附着系数提供的极限爬坡能力ai.m2驱动形式4*4：a = arctapn，计算ai.m 2i.m 24*2 前驱：计

6、算ai.m24*2 后驱：ai.m2=a r c t)，计算ai.m2g其中： b 满载或空载质心到后轴的距离申一一道路附着系数L 轴距取、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 FtqrriT x i x iFd eq max gq xq(N)(12)q r tk其中：T 为发动机的最大输出扭矩eq maxi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g qi为主减速器的传动比0片为 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以qF a arcsin( tq ) - arctan f

7、(rad)(13)qG 1 + f 2a3.1.7.3附着条件校验按3.1.6.2校验附着条件，得到极限爬坡度a ，取a和a之较小者作为最大起步坡 m 2qm 2度。3.1.8加速性能计算3.1.8.1计算第i(i 12.p)档的旋转质量换算系数5i 如果已知经验值5，5，则按下式计算12(14)5 1 + 5 +5 i2i12 gi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 wfG1 工 I I i 2 X i 2/、6 = 1 +( w + f-g l xq )(15)i m r 2r 2tkk其中：m满载或空载质量3.1.8.2按下式计算第i (i

8、 = 1，2-p)档加速度(16)F (u) - Ftiar6mq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1 1T = J u2duu 3.6 a (u ) a1i a 计算加速距离S = J 12 u dtt ai3.1.8.4最高档或直接档加速时间和加速距离的计算1 1(s)(s)(17)(18)t = J uaedup u 3.6 a (u ) ap aa

9、(u )为最高档(或直接档)加速度p a其中:asuae用户指定的加速终了速度(19)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)(20)pm其中：P为发动机的最大功率m 为汽车满载总质量页眉内容3.1.10 载质量利用系数计算按下式计算载质量利用系数耳mm耳 二 emm0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直接档（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P :r厂 1 / C AG f 、P = ( DU3 + a U )( kw)r 耳 76140 x 106

10、a 3600 at(22) 按下式计算对应的发动机转速n :ei in 二.z 0 ue 0.377r akr/min)(23)其中：ig d直接档（或超速档）传动比根据万有特性，通过插值求出对应于上面计算结果P、n的有效燃油消耗率g （g/kwh）r ee3.2.1.2计算直接档等速百公里油耗L/100km)(24)Q=-P1001.02u ya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 km/h （GB/T12545-1990）s1页眉内

11、容在第n个时间段内v = vSnen-1(n = 2,3.)(25)3.2.2.3 末速度：ve = vs + 3-6ap (vs )At( n =】，2)n nn3.2.2.4 累积行驶距离v + v+ e s At /、+inX3T At(n =】，2)S = Stntn-1(26)S = 0t03.2.2.5燃油消耗率：ge n起点燃油消耗率g以初速度vs对应的发动机转速n和P (v )插值得到起点g nsnen sni x in = g 加ghest 0 v 斗sn0.377rsnk其中：i为最高档传动比gh(27)以末速度ven终点燃油消耗率ge n对应的发动机转速n和P (vene

12、n)插值得到gen”i X igh L v0.377 r enk(28)3.2.2.6累积燃油消耗量Q367.1 X 1000 Xy (Pen sn )S”+ P (v) g)Aten e enn如果S 发动机转速i in g 0 uc 0.377rk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按下式计算燃油消耗量t为匀速工况时间3.2.3.3加速工况的计算在加速初速度v燃油消耗量：和末速度v中均匀取50个点，记为vs e i按3.2.3.2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：g P (v ) gti367.1 x 1005 e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 -工gAt(36)ati行驶距离ve 2 - vs 225.92a(37)其中：a为加速度3.2.3.4减速工况计算Q 二 g tdei燃油消耗量(38)其中：g为怠速燃油消耗率eit为减速工况时间行驶距离v 2 - v 2 S -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。3.2.3.5各工况之总油耗记为Q，总的行驶路程记为SttQ =Q + Q + Q + Q(40)ticad循环工况百公里油耗：Q 二 Q *100(41)St