汽车的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变速器各档的速度特性:u=0.377L^L(km/h)......(1)aiixi其中：气为车轮滚动半径，m;由经验公式：rk=0.0254d+b(1-X)(m)d----轮辋直径，inb----轮胎断面宽度，inX---轮胎变形系数七为发动机转速，r/min；i°为后桥主减速速比七为变速箱各档速比，i(i=1,2...p)，p为档位数，(以下同)。3.1.2各档牵引力汽车的牵弓I力：错误!未指定书签。F(u)=七("「'七X‘。x门(N)..•...⑵tiart其中：七(ua)为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩，Nm；气为传动效率。汽车的空气阻力：F=C广<XU(N)-21.15其中：Cd为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2。汽车的滚动阻力：F广Gxf(N)...…(4)其中：G疽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F:rF=Ff+F(N)......(5)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:(kw)......(6)P(u)=T(U)X七eia9549其中：p(ua)为第i(i(kw)......(6)汽车的阻力功率：p=(F+FU(kw)......(7)r36001t3.1.4各档动力因子计算(8)D(u)=(8)各档额定车速按下式计算u=0.377翌心(km/h)......(9)"，ii其中：〃《为发动机的最高转速；D(ua)为第i(i=1,2...p)档对应不同转速(成车速)下的动力田子。对各档在［0，uaci］寻找ua使得D［(ua)达到最大，即为各档的最大动力田子Dimax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精彩文档F.hg%)=F叩,求解"/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u作为最高车速u。额定车速按下式计算u=0.377(km/h)......(10)acii其中：七为发动机的最高转速igh为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:f=气4*2前驱:f=G(L—a)nL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.highest>^Fn其中：中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(11)a=arcsin(11)其中：七为第i（i=1,2...p）档对应不同转速（成车速）下的爬坡度3.1.6.1各档爬坡度在［0,七，呻对a（"/寻优，找到最大值气加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ai.m2驱动形式4*4：a=arctan甲，计算a4*2前驱：a=arctan（—竺一），计算ag4*2后驱：a=arctan（—竺一），计算ag其中：b一满载或空载质心到后轴的距离中一道路附着系数L一轴距取aim1、aim2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FqqFd=eqmax'-gq——-°x门（N）（12）qrt其中：Tqmax为发动机的最大输出扭矩七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i0为主减速器的传动比七为起步档（一档成二档）的传动效率精彩文档3.1.7.2按下式计算最大起步坡度七a=arcsin()-arctanf(rad)^"+f2(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am2取七和七2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计算第海=12")档的旋转质量换算系护,◊如果已知经验值5「52，则按下式计算5=1+8+5i2......(14)i12gi其中:匕——第，档传动比◊如果已知车轮的转动惯量I和飞轮的转动惯量Iwf则按下式计算°1ZIIi2xi25‘=1+—(w+fgi——0X门)(1b)kk其中：m一满载或空载质量3.1.8.2按下式计算第i(i=以⑵档加速度F^L=g(D-f)......(16)5m5i其中：a,为第i(i=1,2...p)档对应不同转速(成车速)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，档换到，+1档(i=1,2...p-1)的最佳换档点对应的车速为uabi计算加速时间(s)......(17)T=ju2—duU13.6a(u)计算加速距离3.1.8.4S=(s)......(17)3.1.8.4S=j'2udt*i(s)(18)最高档或直接档加速时间和加速距离的计算(19)t=j"ae\duaspu3.6a(u)a其中：a’(ua)为最高档(或直接档)加速度uasuae用户指定的加速终了速度用户指定的加速起始速度(19)asuasuae用户指定的加速终了速度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Pp(20)P=P(kw/kg)pm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教门m门m=m......⑵)0其中：”。为装载质量m°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(20)按下式计算行驶阻尼功率P:rP=■!(/u3+GjLu)(kw)…(22)r门76140X106a3600at按下式计算对应的发动机转速n:en=Wu(r/min)......(23)e0.377rak其中：igd一直接档(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Q=Pege(L/100km)..••..(24)1001.02uya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(U500m)3.2.2.1取计算的时间步长为At。3.2.2.2初速度：v=30km/h(GB/T12545-1990)51

在第n个时间段Vs=匕1(n=2,3...)......在第n个时间段Vs=匕1(n=2,3...)......(25)3.2.2.3末速度：七=七+3-6^(vs)At(n=1,2-)'n^nP^n3.2.2.4累积行驶距离v+vS=S+__斗&tnL2X3.6(n=1,2...)(26)S=0，。3.2.2.5燃油消耗率：gen◊起点燃油消耗率gsn以初速度Vs对应的发动机转速n和P(V)插值得到起点gnsnensn=ghighest0v(Q~7\0.377r、••••••k其中:igh为最高档传动比◊终点燃油消耗率ge

n以未速度ven对应的发动机转速n和P(v)cnenen插值得到genn=—ve0.377rken(28)3.2.2.6累积燃油消耗量qt

nQ=0t0Q=1(P(v)g+P(v)g)Attn2367.1x1000Xyensnsnen©nCn(29)如果S<500，则n=n+1再次计算，否则停止，并以Q作为Q^。。nn3.2.3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=g「(ml)......(30)i其中：g°为怠速燃油消耗率it为怠速工况时间(由标准工况决定)◊行驶距离S=0(m)......(31)3.2.3.2匀速工况的计算◊燃油消耗量＞发动机功率P=■!(c/u3+Gfu)c门76140X106a3600at＞发动机转速n=—^-°—uc0.377rak其中：rk一车轮滚动半径＞由Pc、气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Q=PXgQ=PXg，Ct

c367.1y(32)◊行驶距离

S=—t......(33)c3.6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:＞在加速初速度飞和末速度二中均匀取50个点，记为二＞按3.2.3.2申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：(34)g=P(v)g(34)ti367.1x1000y/，e＞加速时间At=丛......(35)3.6a其中：a一加速度＞燃油消耗量按下式计算Q=ZgtAt......(36)◊行驶距离(37)ve2-vs2S=(37)a25.92a其中:a为加速度