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 变速器各档的速度特性:(km/h)“rkneuai0.377-eigii0其中：rk为车轮滚动半径，m；d由经验公式：rk0.0254db(1)(m)2d-轮辆直径，inb-轮胎断面宽度，in-轮胎变形系数ne为发动机转速，r/min；i0为后桥主减速速比；igi为变速箱各档速比，i(i1,2p),p为档位数，(以下同)3.1.2 各档牵引力汽车的牵引力:错误！未指定书签Fti(Ua)Ttq(Ua)igi i。(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，NM；t为传动效率。汽车的空气阻力:2FCdAuaFw21.15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：FfGaf(N).(4)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:FrFfFw(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:(6)Ttq(ua)nePei(Ua)(kw)9549其中：Pei(ua)为第i(i1,2.p)档对应不同转速(或车速)下发动机的功率汽车的阻力功率:(Ff Fw)Ua3600 t(kw)L 轴距3.1.4 各档动力因子计算Di(ua)Ft”Fw.(8)Ga各档额定车速按下式计算rknecUac.i0.377(km/h).(9)igii0其中：口”为发动机的最高转速；Di(Ua)为第i(i1,2.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D(ua)达到最大，即为各档的最大动力因子Dax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Ft.highest(ua)FrU),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4c作为最高车速ua.maxo额定车速按下式计算rknecuac0.377(km/h).(10)1ghi0其中：nec为发动机的最高转速igh为最高档传动比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：FnGa4*2前驱：FnGa(La)L4*2后驱：FnGaaL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.highestFn其中: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)Fti(Ua)(FfFw)iarcsinGa其中：i为第i(i1,2.p)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,心力中对i(Uai)寻优，找到最大值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im2.驱动形式4*4:52arctan,计算加2b4*2刖驱：i.m2arctan(),计算i.m2Lhga4*2后驱：i.m2arctan(-1)，计算i.m2Lhg其中：b满载或空载质心到后轴的距离道路附着系数取im1、im2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Ftq(12)其中:Teq max为发动机的最大输出扭矩Teqmaxigqi0Fdqt(N)rkigq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gqio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q./Ftqqarcsin(.)arctanf(rad)Ga1f2(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m2,取q和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(i2p)档的旋转质量换算系数如果已知经验值1,2,则按下式计算(14)2i112igi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If,则按下式计算(15)1IwIfigii0i1(2-2t)mrkrk其中：m满载或空载质量3.1.8.2 按下式计算第i(i1,20档加速度aiFti(Ua)Frqm-(Di f)(16)其中：ai为第i(i1,2.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i1档(i1,2.p1)的最佳换档点对应的车速为Uabi计算加速时间(17)U211TdUa(s)U13.6ai(Ua)计算加速距离3.1.8.4S t Uadt ti(18)最高档或直接档加速时间和加速距离的计算UaeP uas 获 ap(Ua)dU aa(19)其中：ap(Ua)为最高档(或直接档)加速度Uae用户指定的加速终了速度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PpP,、Pp(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m(21)memm0其中：me为装载质量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Pr：Pr1 / CdA 3 Gaf 、一(6 Ua Ua)t 76140 103600(kw)(22)按下式计算对应的发动机转速ne:nei g d i 0Ua0.377rk(r/min )(23)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/kwh)3.2.1.2 计算直接档等速百公里油耗100Pe g e1.02ua(L/100km).(24)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的力口速油耗(L/500m)3.2.2.1 取计算的时间步长为t。3.2.2.2 初速度：V30km/h(GB/T12545-1990)在第n个时间段内vsnven1(n2,3.).(25)3.2.2.3 末速度：venVSn3.6ap(VS1)tT1,2.)3.2.2.4 累积行驶距离StSt tntn 1j t)2 3.6 i(26)Sto03.2.2.5 燃油消耗率：gen起点燃油消耗率g以初速度Vsn对应的发动机转速nsn和(vsn)插值得至U起点g sn.sni g highest i0vs0.377rk与(27)其中：igh为最高档传动比终点燃油消耗率g。以末速度Ven对应的发动机转速n.和Pen(Ven )插值得到gg3.2.2.6nen累积燃油消耗量i gh i 0 Ve 0.377 rk1(28)Qtn112 367.1 1000Qt0(Pen(Vsn)gsPen(Ven)gen)t.(29)如果Stn500,则nn1再次计算，否则停止，并以Q、作为Q5003.2.3 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：Qigeit(ml).(30)其中：g.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Si0(m).(31)3.2.3.2匀速工况的计算25.92a燃油消耗量?发动机功率D1/CdA3Gaf、Pc(6uaua)t76140103600?发动机转速ncigi0Ua0.377rk其中：rk车轮滚动半径?由Pnc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QcPc g367.1(32)其中：t为匀速工况时间行驶距离(33)UaXSc-t3.6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Vs和末速度Ve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)gei(34)?加速时间3.6a其中：a加速度燃油消耗量按下式计算Qagtit行驶距离Sa22vevs.(35).(36)(37)其中：a为加速度3.2.3.4减速工况计算燃油消耗量(38)Qdgej其中：ge为怠速燃油消耗率t为减速工况时间行驶距离22(39)qvsveSd25.92a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,总的行驶路程记为StQt=QiQcQaQd(40)循环工况百公里油耗：QtQL*100.(41)St