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计算内容

第二章轿车动力性的分析计算

2.1汽车动力性的计算

2.1.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图

（1）变速器下各档的速度转换

其中：

为车轮滚动半径，m;

为发动机转速，r/min；

为主减速速比；

为变速箱各档速比，

，

为档位数，

在发动机外特性（转矩-转速）曲线上选取8个点，在根据公式算出各档驱动轮的对应的转速。

见表2.1

（2）各档转矩与牵引力的转换

汽车的牵引力：

错误！

未指定书签。

为对应不同转速下发动机输出使用扭矩，N•m；

为传动效率。

在发动机外特性（转矩-转速）曲线上选取8个点，将对应的转矩值代入公式算出各档驱动轮的对应的驱动力。

（3）汽车的空气阻力与滚动阻力之和

FW为空气阻力；

为空气阻力系数；

A为汽车迎风面积（m2）。

＝mg为满载汽车总重（N），

为滚动阻力系数

汽车的行驶阻力之和Fr为

（4）基本数据

表2-1各档驱动力速度的计算

1档驱动力

1档速度

2当驱动力

2档速度

3当驱动力

3当速度

4当驱动力

4档速度

5当驱动力

5当速度

2000

2000.1

18.5

1456.6

34.5

999.2

53.2

749.2

72.1

599.1

90.6

100

2500

2489.3

23.3

1786.4

43.6

1236.2

68.6

940.9

90.2

748.8

112.9

120

3000

2887.5

28.2

2163.7

52.1

1483.4

82.3

1130.2

108.2

898.6

134.5

130

3750

3156.2

37.2

2351.6

68.2

1607.0

102.9

1223.1

131.0

973.5

158.9

4000

2887.7

40.7

2263.9

71.9

1129.1

139.6

175.6

4500

45.8

1886.6

80.9

123.5

155.3

180.4

5000

2215.5

50.9

1679.1

88.2

1100.2

137.2

837.4

160.6

666.5

190.4

（5）汽车驱动力-行驶阻力平衡图

图2-1汽车驱动力-行驶阻力平衡图

各档驱动力速度的计算

计算过程

2.1.2最高车速与最大爬坡度的计算

（1）最高车速计算

最高车速是指汽车在平直、良好道路上所能达到的平均最高行驶车速。

a理论最高车速计算

只有当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速才达到最高。

根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程可得

带入原始数据可求得求解

=190km/h。

这个即为理论最高车速。

b实际最高车速

由汽车驱动力-阻力平衡图可知，当五档的驱动力曲线与阻力曲线相交时对应横坐标的车速即为汽车的实际最高车速为181km/h.

（2）最大爬坡度

汽车最大爬坡度是指汽车在良好路面克服（Ff+FW）后剩余全部动力用来克服坡度阻力时所能爬上的最大坡度imax。

Fi=Gsinаmax=Ft-（Ff+FW）

аmax=Sin-1（Ft-（Ff+FW））/G

由驱动力-行驶阻力平衡图可得Ft-（Ff+FW）=2620，代入公式可算得аmax=10.20

imax=Tanаmax=0.17°

uamax=180km/h

аmax=10.20

imax=0.17°

2.1.3绘制汽车动力因数特性曲线图

（1）动力因素的计算

同理，在发动机外特性曲线上选取8个点（与上面的相同），计算对应的驱动力与空气阻力，然后根据公式5算出各档对应的动力因素点。

数据见表2-3所示。

（2）滚动阻力系数的确定

f=f0（1+ua2/19440）

取f0=0.014据公式6算出对应车速下的滚动阻力系数，数据见表2.2所示。

（3）基本数据表

表2.2计算动力因素基本数据表

15020

1档

10.074

17.3068984

24.9219336

38.9405213

44.3056599

56.0743508

69.2275935

2档

33.594

57.0532515

75.8366822

121.619816

138.376324

175.132535

216.213006

3档

81.574

115.897494

185.292392

283.269363

322.297586

407.907882

503.589978

4档

134.08

247.323212

322.945425

488.977228

556.347423

704.127208

869.292849

5档

217.56

373.077237

484.031222

771.923785

878.277729

1111.57025

1372.30895

1779.4

2449.33414

2587.20097

3236.13439

2987.20097

2489.33414

2215.50739

1588.2

1486.575

223.89

2452.5475

2263.89

1886.575

1679.05175

958.93

1246.165

1483.398

1607.0145

1236.165

1100.18685

758.7

940.875

1129.05

1223.1375

837.37875

559.07

744.84

898.608

973.492

748.84

666.4676

0.1318

0.16458237

0.19722230

0.21286244

0.19593177

0.16200131

0.14289479

0.0981

0.12200544

0.14554283

0.15518826

0.14151222

0.11394423

0.09739272

0.0604

0.07391927

0.08669145

0.08813216

0.07730362

0.05514361

0.03972016

0.0440

0.05509985

0.06611982

0.07012148

0.06310317

0.04906655

0.04066766

0.0252

0.02701483

0.02693587

0.01341998

0.00135354

计算动力因素基本数据表

（4）汽车动力因素特性曲线

图2-2汽车动力因素特性曲线

2.1.4绘制加速度倒数曲线各档

（1）各档汽车旋转质量换算系数б的确定

其中IW为车轮转动惯量（IW=1.56+1.56=3.12）

If飞轮的转动惯量（If=0.18）

将数据代入公式可得б1=1.1415；

б2=1.0425；

б3=1.02358；

б4=1.02147；

б5=1.02012

（2）各档加速度的确定

其中Di-f汽车动力因素特性曲线中选取8个点读出，在将各档的б代入求得对应的加速度。

见表2-3所示

（3）各档加速度倒数的确定

将上面求得的各个档位的加速度求倒数，就能得到相应的数值。

б1=1.1415；

（4）基本数据表

表2-3计算加速度倒数基本数据表

б1

1.139

1.055521

1.032984

1.025851

1.02225

1.139375

0.131850

0.164582

0.197222

0.212862

0.195931

0.162001

0.098180

0.122005

0.145542

0.155188

0.141512

0.113944

0.060476

0.07391

0.086691

0.088132

0.077303

0.055143

0.044079

0.055099

0.066119

0.070121

0.063103

0.049066

0.025266

0.027014

0.026935

0.013419

0.001353

1.031722

1.317530

1.602202

1.736158

1.586294

1.285713

1.11491079

0.788694

1.009449

1.226373

1.306581

1.172738

0.902180

0.73488904

0.428915

0.547232

0.656432

0.643789

0.528785

0.291938

0.11768039

0.256700

0.343581

0.425897

0.418687

0.332584

0.156954

0.03171674

0.052359

0.036920

1/a

0.969252

0.758995

0.624140

0.575984

0.630400

0.777778

0.89693274

1.267918

0.990639

0.815412

0.765356

0.852704

1.108425

1.36074963

2.331461

1.827376

1.523386

1.553302

1.891126

3.425377

8.49759185

3.895590

2.910516

2.347980

2.388415

3.006754

6.371265

31.5290912

19.09862

27.08519

（5）绘制加速度倒数曲线

图2-3加速度倒数曲线

计算加速度倒数基本数据表

2.1.5绘制二档起步加速的车速-时间曲线

（1）加速度-速度曲线

图2-4二档起步加速的车速-时间曲线

（1）加速时间计算公式

由加速度曲线可知，二档时加速度变化不大，故可认为是常数，即1/a为常数，则

（3）基本数据

表2-4加速时间数据表

速度变化

Km/h

35-44

44-53

53-67

67-71

71-80

80-89

加速时间

3.167

2.474

3.055

0.955

2.129

2.768

累加时间

5.641

8.696

9.652

11.78

14.55

t1=3.167s

t2=2.474s

t3=3.055s

t4=0.955s

t5=2.129s

t6=2.768s

第三章汽车经济性的计算

（1）基本数据

表3-1汽车经济性基本数据表

r/min

ua5

km/h

90.620

113.275

135.930

169.912

181.240

203.89

g/（kw/h）

200

160

140

180

220

270

L/100km

11.127

7.51744

6.34697

7.12179

8.50040

10.200

（2）最高档等速百公里油耗计算

其中：

为燃料的密度（kg/L）

g为重力加速度（m/s2），对于汽油来说，

g可取7.0N/L

代入Pe和be数值可算出对应的油耗值，计算结果见表2-5

（3）最高档等速百公里油耗曲线图

图3-1百公里油耗曲线图

[1]葛安林．自动变速器理论与设计[M]．长春：

吉林工业大学出版社，2000．

[2]何锋，杨．汽车动力学[M]．贵阳：

贵州科技出社，2003．

[3]边耀璋．汽车新能源技术[M]．北京：

人民交通出版社（北京中交盛世书刊有限公司）。

2003．

[4]孙效正．正交实验法在科技开发中的应用[J]．昌潍师专学报。

1998．

[5]朱伟勇．正交与回归正交实验法的应用[M]．辽宁：

辽宁人民出版社，1978．

[6]高延龄.汽车运用工程.北京.人民交通出版社.第三版.2004.4

[7]陈家瑞.汽车发动机构造及原理.北京.机械工业出版社.第三版.2001.6

[8]余志生.汽车理论.北京.机械工业出版社.第三版.2001.6.27

[9]余志生.汽车工程手册.人民交通出版社

Qe1=12.112

Qe2=8.215

Qe3=6.741

Qe4=7.0147

L/100km

Qe5=8.5124

Qe5=11.524

参考文献

[1]顾柏良.BOSCH汽车工程手册[M]（中文第二版）北京理工大学出版社2004年4月

[2]刘惟信.汽车设计[M]清华大学出版社2001年7月

[3]余志生.汽车理论.北京.机械工业出版社.第三版.2001.6.27

[4]陈家瑞.汽车发动机构造及原理.北京.机械工业出版社.第三版.2001.6

[5]成钦.汽车动力性和经济性的计算机仿真.汽车工程师[J].2009（7）

[6]郑清平，陈静.汽车动力性和经济性模拟计算.汽车科技[J].2004

（1）

[7]袁景敏.基于Matlab的客车动力性燃油经济性模拟计算.客车技术与研究[J].2010（3）

[8]孙家凯，王永强.汽车动力性、燃油经济性模拟与主减速比优化的研究.西安公路学院学报[J].1998（4）

[9]高延龄.汽车运用工程[M].北京.人民交通出版社.第三版.2004

第一章汽车原始数据、技术参数1

1.1比亚迪S62011款2.0MT豪华型技术参数表1

1.2发动机外特性曲线图1

第二章轿车动力性的分析计算2

2.1汽车动力性的计算2

2.1.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图2

2.1.2最高车速与最大爬坡度的计算4

2.1.3绘制汽车动力因数特性曲线图5

2.1.4绘制加速度倒数曲线各档6

2.1.5绘制二档起步加速的车速-时间曲线8

第三章汽车经济性的计算9

参考文献10

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