汽车的动力性设计计算公式参考模板.docx
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汽车的动力性设计计算公式参考模板
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：
uai=0.377（km/h）
（1）
Qxb
其中：
q为车轮滚动半径，m;
由经验公式：
r,=0.0254-+h（l-2）（m）
2
d----轮網直径,in
b--轮胎断面宽度，in
几…轮胎变形系数
传为发动机转速，r/min：
/0为后桥主减速速比；口为变速箱各档速比，诧=1,2...仍，〃为档位数，（以下同）。
3.1.2各档牵引力
汽车的牵引力:
其中：
Tg为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N-m；为传动效率。
汽车的空气阻力：
其中：
C”为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，
汽车的滚动阻力：
……（4）
其中：
Gd=mg为满载或空载汽车总重（N）,/为滚动阻尼系数
汽车的行驶阻力之和巴:
Fr=Ff+FW（N）
i±：
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:
其中：
匕（心）为第迫・=12"）档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。
汽车的阻力功率:
3.1.4各档动力因子计算
5讣空产
各档额定车速按下式计算
（km/h）
rknec
叫朴=0.377—
其中:
为发动机的最高转速;
Dg）为笫诧=12・・〃）档对应不同转速（或车速）下的动力因子。
对各档在［0,Uacj］内寻找匚使得D,{Ua）达到最大，即为各档的最大动力因子Qmax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。
3.1.5.1根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程
心如（5）=巴（叫”
求解化。
舍去—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
它们中最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速““作为最高车速nfl.maxo
额定车速按下式计算
匕「=0.377竿二（km/h）（10）
♦丿o
其中：
g为发动机的最高转速
i汕为最高档传动比
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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：
Fn=Ga
4*2前驱:
Fn=^（L-a）
L
4*2后驱：
Fn=—a
厶
其中：
厶为轴距，d为满载或空载质心距前轴的距离
若满足下式
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
其中：
勺为第应=12・・〃）档对应不同转速（或车速）下的爬坡度
3.1.6.1各档爬坡度在［0,%丿］中对勺虬）寻优，找到最大值乞切
3.1.6.2附着条件校验
计算道路附着系数提供的极限爬坡能力乙“
驱动形式4*4：
aiml=arctan（p，计算乞加
4*2|前驱：
L+（ph<
4*2后驱：
a,m2=arctan（d（p），计算aiml
其中：
b——满载或空载质心到后轴的距离
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（P——道路附着系数
L__轴距
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取匕切、之小者作为一档或直接档的最大爬坡度
3.1.7最大起步坡度
3.1.7.1按下式计算最大起步驱动力%
Fd=gn5（N）（12）
其中：
Tymax为发动机的最大输出扭矩
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
%为主减速器的传动比
7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叫
F
a=arcsin（）-arctanf（rad）（13）
3.1.7.3附着条件校验按3.1.6.2校验附着条件，得到极限爬坡度％”2,取叫和乙门之较小者作为最大起步坡度。
3.1.8加速性能计算
3.1.8.1计算第诧T2"）档的旋转质量换算系数①
◊如果已知经验值4，①，则按下式计算
§•=1+§+舟：
（14）
其中：
「一一第i档传动比
◊如果已知车轮的转动惯量人和飞轮的转动惯量匚，则按下式计算
泊+丄（马+*U）……（15）
其中：
川一一满载或空载质量
3.1.8.2按下式计算第诧=12・卩）档加速度
其中：
％为第i（f=l,2...p）档对应不同转速（或车速）下的加速度
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21档（,=1,2...〃-1）的最佳换档点对应的车
速为"讪
◊计算加速时间
（17）
◊计算加速距离
3.1.&4最高档或直接档加速时间和加速距离的讣算
其中：
你（心为最高档（或直接档）加速度
用户指定的加速终了速度
“心——用户指定的加速起始速度
3.1.9比功率计算
按下式计算比功率匕
p=JL（kw/kg）（20）
m
其中：
P为发动机的最大功率
m为汽车满载总质量
3.1.10载质量利用系数计算
按下式计算载质量利用系数弘
a仝……⑵）
叫
其中：
me为装载质量
加。
为整车整备质量
3.2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计算燃油消耗率乩
◊按下式计算行驶阻尼功率Pr：
Pr=^（7614o'xlO6^+3^Mfl）（kW）（22）
◊按下式计算对应的发动机转速化：
（r/min）
◊
根据万有特性，通过插值求出对应于上面计算结果几、-的有效燃油消耗率珀
（g/kw•h）
3.2.1.2
计算直接档等速白公里油耗
其中：
I*一一直接档（或超速档）传动比
（23）
其中：
厂为燃料的重度i±：
可画出白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Aro
3.2.2.2初速度：
冬=30km/h（GB/T12545-1990）
在第”个时间段内
vsn-—5=2,3…）（25）
3.2.2.3末速度：
％=匕“+3・6伟（％）“（”=1,2...）
3.2.2.4累积行驶距离
匕，+人
S广％+呪話&（归2..）……（26）
S戶
3.2.2.5燃油消耗率：
Seil
◊起点燃油消耗率g片
以初速度卩》对应的发动机转速“片和几（冬）插值得到起点
••
（27）
IhighestX“）*
0.377几
其中：
G为最高档传动比
◊终点燃油消耗率g°
以末速度乜对应的发动机转速佗和心（％）插值得到gj
3.2.2.6累积燃油消耗量Qt
a0=o
%=?
367.1x；000x严+d肿
（29）
如果S/n<500,则”=“+1再次计算，否则停止，并以0,作为Goo。
3.2.3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：
ft=get（ml）（30）
其中：
gq为怠速燃油消耗率
/为怠速工况时间（山标准工况决定）
◊行驶距离
5.=0（m）
3.2.3.2
匀速工况的计算
燃油消耗量
＞发动机功率
＞发动机转速
nc=—u
0.377/;
其中：
几一一车轮滚动半径
＞山P八耳根据万有特性插值得到燃油消耗率g"
＞按下式计算燃油消耗量
（32）
Q严At
367.1/
其中：
t为匀速工况时间
行驶距离
（33）
其中：
一为匀速工况的行驶速度
/为匀速工况时间
燃油消耗量:
＞在加速初速度匕和末速度叫中均匀取50个点，记为勺
＞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：
＞加速时间
AAv
Ar=
3.6a
其中：
a——加速度
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>燃油消耗量按下式计算
◊行驶距离
=咗-E（37）
“25.92«
其中：
。
为加速度
3.2.3.4减速工况计算
◊燃油消耗量
Qd=gJ
（38）
其中：
gq为怠速燃油消耗率
f为减速工况时间
◊行驶距离
25.92a1
（39）
其中：
叫为减速运动的初速度
叫为减速运动的末速度
H为减速度。
3.2.3.5各工况之总油耗记为0,总的行驶路程记为亠
（40）
循环丄况白•公里油耗：
0=匕100
S,
（41）
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