汽车动力性设计计算公式.docx

1、汽车动力性设计计算公式汽车动力性设计计算公式3.1动力性计算公式3.1.1(km/h)变速器各档的速度特性:其中：rk为车轮滚动半径，m;h疋neUaj =0.377 上-Igi 5由经验公式：厲=0.0254 - b(1- ) (m)2d-轮辋直径，inb-轮胎断面宽度，in-轮胎变形系数ne为发动机转速，r/min ； i为后桥主减速速比；igi为变速箱各档速比，i(i =1,2.P)，P为档位数，(以下同)3.1.2 各档牵引力(N) (2)其中：Ttq(Ua)为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩， N?m； t为传动效率。汽车的空气阻力:其中：Cd为空气阻力系数，A为汽车迎风面

2、积，m2 汽车的滚动阻力:Ff=Ga f其中：Ga = mg为满载或空载汽车总重(N)， f为滚动阻尼系数汽车的行驶阻力之和Fr :F Ff Fw ( N ) 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:其中：Pei(Ua)为第i(i =1,2.p)档对应不同转速(或车速)下发动机的功率。Pei (Ua)Ttq(Ua) ne9549(kw)汽车的阻力功率:3.1.4 各档动力因子计算Fti (Ua ) - Fw Di(Ua)-;- (8)Ga各档额定车速按下式计算rknec山=0.377 ( km/h) (9)i g i i 0其中：n ec为发动机的最高转速；D

3、i(Ua)为第i(i -1,2. p)档对应不同转速(或车速)下的动力因子。对各档在0， Uac.i内寻找Ua使得Dj(Ua)达到最大，即为各档的最大动力因子 Di.max注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线3.1.5 最咼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Ft.highest (Ua ) - Fr (Ua),求解Ua。舍去Ua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 Uac作为最高车速Ua.max额定车速按下式计算其中：nec为发动机的最高转速ig h为

4、最高档传动比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 = Ga4*2前驱：G aFn 二(L -a)4*2后驱：GaFn l a其中：L为轴距，a为满载或空载质心距前轴的距离 若满足下式Ft.h i g h e s t.Fn其中：一一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 爬坡能力计算码=arcsingj (11)l Ga 丿其中：:i为第i(i =1,2.p)档对应不同转速(或车速)下的爬坡度3.161 各档爬坡度在0，山中对i(Uai)寻优，找到最大值山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

5、i.m24*2后驱:4*2前驱:a:m =arct an ()，计算L -屮hg其中：b 满载或空载质心到后轴的距离一一道路附着系数L轴距取ai.m1、a52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FtqT x i x i0Fdq 二 一gq一- t (N) .(12)rk其中：Teqmax为发动机的最大输出扭矩igq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i 0为主减速器的传动比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：qFtq aq =arcsin( )-arctan f (rad) (13)

6、GaP1 + f23.1.7.3附着条件校验按3.1.6.2 校验附着条件，得到极限爬坡度 m2，取二q和一:：m2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i(i 2.P)档的旋转质量换算系数；i如果已知经验值；1，； 2，则按下式计算i =1 、1 2巧 .(14)其中：igi 第i档传动比如果已知车轮的转动惯量Iw和飞轮的转动惯量I f，则按下式计算2 2I i 2 X i 2 w f igi j )2 2 t)rk rk其中：m 满载或空载质量3.182 按下式计算第i(i =1,2-p)档加速度其中：a：为第i(i =1,2.P)档对应不同转速(或车速)下的

7、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i T档(i =1,2p-1 )的最佳换档点对应的车速为Uabi计算加速时间其中：ap(ua)为最高档(或直接档)加速度u ae 用户指定的加速终了速度uas 用户指定的加速起始速度按下式计算载质量利用系数 mmem其中：me为装载质mo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ge按下式计算行驶阻尼功率 P :1( Cd a 3 + Ga f )t 76140 106 Ua 3600Ua按下式计算对应

8、的发动机转速ne:其中：igd 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 Pr、ne的有效燃油消耗率ge(g/kw h)3.2.1.2 计算直接档等速百公里油耗其中： 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-4 o3.2.2.2初速度：=30 km/h (GB/T12545-1990)在第n个时间段内乂广 V加 (n =2,3.) (25)3.2.2.3末速度：Ven = Vg 363卩他)t ( n =12 )3.2.2.4累积行驶距离Sto3.225

9、 燃油消耗率：gen起点燃油消耗率gs其中：igh为最高档传动比终点燃油消耗率genQt0(29)如果Stn500，则n=n+1再次 计算，否则停止，并以 Qtn作为Q500 。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：Qi ft (ml) (30)其中：ge为怠速燃油消耗率t为怠速工况时间(由标准工况决定) 行驶距离S =0 ( m (31)323.2 匀速工况的计算燃油消耗量发动机功率P _ 1 ( CD A 3*Gaf )c _ :(76

10、140 106 Ua 3600 Uanc发动机转速其中：rk 车轮滚动半径ig i。0.377rkua由PC、nc根据万有特性插值得到燃油消耗率 gec 按下式计算燃油消耗量R汉geQc = c t (32)367.1其中：t为匀速工况时间行驶距离足誉 (33)其中：Ua为匀速工况的行驶速度t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Vs和末速度V中均匀取50个点，记为Vi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：gti1367.1 1000Pe(Vi)gq(34)(35)加速时间3.6a其中：a 加速度燃油消耗量按下式计算(36)Qagti t行驶距离2 2c ve -vsSa25.92a其中：a为加速度3.234 减速工况计算燃油消耗量Qd勺吐(38)其中：ge为怠速燃油消耗率t为减速工况时间行驶距离2 2Vs 7Sd25.92a(39)其中：Vs为减速运动的初速度Ve为减速运动的末速度 a为减速度。3.2.3.5 各工况之总油耗记为Qt ,Qt= Qi Qc Qa Qd循环工况百公里油耗：QtQ 、100St总的行驶路程记为St(40)(41)