汽车动力性设计计算公式动力性计算公式变速器各档的速度特性: 0377.0i i n r u gi ek ai ⨯⨯= ( km/h ) ......(1) 其中:k r 为车轮滚动半径,m;由经验公式:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)1(20254.0λb d r k (m)d----轮辋直径,in b----轮胎断面宽度,inλ---轮胎变形系数e n 为发动机转速,r/min ;0i 为后桥主减速速比;gi i 为变速箱各档速比,)...2,1(p i i =,p 为档位数,(以下同)。
各档牵引力汽车的牵引力:错误!未指定书签。
t kgi a tq a ti r i i u T u F η⨯⨯⨯=)()(( N ) (2)其中:)(a tq u T 为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩,N •m ;t η为传动效率。
汽车的空气阻力:15.212ad w u A C F ⨯⨯= ( N ) (3)其中:d C 为空气阻力系数,A 为汽车迎风面积,m 2。
汽车的滚动阻力:f G F a f ⨯= ( N ) (4)其中:a G =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r F :w f r F F F += ( N ) (5)注:可画出驱动力与行驶阻尼平衡图各档功率计算汽车的发动机功率: 9549)()(ea tq a ei n u T u P ⨯=(kw ) (6)其中: )(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速(或车速)下发动机的功率。
汽车的阻力功率:taw f r u F F P η3600)(+=(kw ) (7)各档动力因子计算awa ti a i G F u F u D -=)()( (8)各档额定车速按下式计算.377.0i i n r u i g c e k i c a = (km/h ) (9)其中:c e n 为发动机的最高转速;)(a i u D 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速(或车速)下的动力因子。
对各档在[0,i c a u .]内寻找a u 使得)(a i u D 达到最大,即为各档的最大动力因子m ax .i D注:可画出各档动力因子随车速变化的曲线 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。
根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程)()(.a r a highest t u F u F =,求解a u 。
舍去a u 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c a u 作为最高车速m ax .a u 。
额定车速按下式计算377.0i i n r u h g c e k c a = (km/h ) (10)其中:c e n 为发动机的最高转速 h g i 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n F 驱动形式 4*4全驱 :a n G F =4*2前驱 :)(a L LG F an -=4*2后驱: a LG F an =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ϕ>nhighestt F F .其中:ϕ——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!” 爬坡能力计算⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=a w f a ti i G F F u F )()(arcsin α (11)其中:i α为第)...2,1(p i i =档对应不同转速(或车速)下的爬坡度 各档爬坡度在[0,iac u .]中对)(ai i u α寻优,找到最大值1.m i α附着条件校验计算道路附着系数提供的极限爬坡能力2.m i α 驱动形式 4*4: ϕαarctan 2.=m i ,计算2.m i α 4*2 前驱: )arctan(2.gm i h L b ϕϕα+=,计算2.m i α4*2后驱: )arctan(2.gm i h L a ϕϕα-=,计算2.m i α其中: b ——满载或空载质心到后轴的距离 ϕ——道路附着系数 L ——轴距取1.m i α、2.m i α之小者作为一档或直接档的最大爬坡度 最大起步坡度按下式计算最大起步驱动力tqFt kgq eq q r i i T Fd η⨯⨯⨯=max (N ) (12)其中:m ax eq T 为发动机的最大输出扭矩q g i 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 0i 为主减速器的传动比t η为 起步档(一档或二档)的传动效率 按下式计算最大起步坡度qαf fG F a tqq arctan )1arcsin(2-+=α (rad ) (13)附着条件校验按 校验附着条件,得到极限爬坡度2m α,取q α和2m α之较小者作为最大起步坡度。
加速性能计算计算第)...2,1(p i i =档的旋转质量换算系数i δ如果已知经验值1δ,2δ,则按下式计算2211gi i i δδδ++= (14)其中:i g i ——第i 档传动比如果已知车轮的转动惯量w I 和飞轮的转动惯量f I ,则按下式计算)(112222t ki g f k w i r i i I r I m ηδ⨯⨯++=∑ ......(15) 其中:m ——满载或空载质量 按下式计算第)...2,1(p i i =档加速度)()(f D gm F u F a i iq r a ti i -=-=δδ (16)其中:i a 为第)...2,1(p i i =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1+i 档(1...2,1-=p i )的最佳换档点对应的车速为i ab u 计算加速时间⎰=21)(16.31u u a a i du u a T (s) (17)计算加速距离dt u S t t a i⎰=2(s) (18)最高档或直接档加速时间和加速距离的计算⎰=aeasu u a a p p du u a t )(16.31 (19)其中:)(a p u a 为最高档(或直接档)加速度ae u ——用户指定的加速终了速度as u ——用户指定的加速起始速度 比功率计算按下式计算比功率p P mPP p =(kw/kg ) ......(20) 其中:P 为发动机的最大功率 m 为汽车满载总质量 载质量利用系数计算按下式计算载质量利用系数m η 0m m em =η ......(21) 其中: e m 为装载质量0m 为整车整备质量经济性计算公式直接档(或超速档)等速百公里油耗计算 计算燃油消耗率eg按下式计算行驶阻尼功率 r P :)36001076140(136a a a D tr u f G u A C P +⨯=η (kw ) ......(22) 按下式计算对应的发动机转速e n :a kd ge u r i i n 377.00=(r/min ) (23)其中:d g i ——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r P 、e n 的有效燃油消耗率eg (g/kw ·h )计算直接档等速百公里油耗γa ee u g P Q 02.1100=(L/100km ) (24)其中: γ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最高档全油门加速500m 的加速油耗(L/500m ) 取计算的时间步长为t ∆。
初速度 :301=s v km/h (GB/T12545-1990)在第n 个时间段内1n s -=n e v v (...3,2=n ) (25)末速度: t v a v v n n n s p s e ∆+=)(6.3(...2,1=n )累积行驶距离 t v v S S n n n ns e t t ∆⨯++=-6.321(...2,1=n ) (26)00=t S 燃油消耗率:n e g起点燃油消耗率n s g以初速度n s v 对应的发动机转速n s n 和)(n s en v P 插值得到起点n s gn ns khighest g s v r i i n 377.00⨯= (27)其中: h g i 为最高档传动比终点燃油消耗率n e g以末速度n e v 对应的发动机转速n e n 和)(n e en v P 插值得到n ge n n e kgh e v r i i n 377.00⨯= (28)累积燃油消耗量n t Q 00=t Qt g v P g v P Q n n n n n e e en s s en t ∆+⨯⨯⋅=))()((10001.367121γ (29)如果500<n t S ,则1+=n n 再次 计算,否则停止,并以n t Q 作为500Q 。
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。
怠速工况的计算燃油消耗量:t g Q i e i = (ml ) ......(30) 其中:i e 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0=i S (m ) ......(31) 匀速工况的计算燃油消耗量发动机功率)36001076140(136a a aD tc u f G u A C P +⨯=η 发动机转速a kg c u r i i n 377.00=其中:k r ——车轮滚动半径由c P 、c n 根据万有特性插值得到燃油消耗率c e g 按下式计算燃油消耗量t g P Q c e c c γ1.367⨯= (32)其中:t 为匀速工况时间行驶距离t u S ac 6.3=......(33) 其中:a u 为匀速工况的行驶速度 t 为匀速工况时间 加速工况的计算燃油消耗量:在加速初速度s v 和末速度e v 中均匀取50个点,记为i v按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:i i e i e t g v P g )(10001.3671γ⨯= (34)加速时间avt 6.3∆=∆ ......(35) 其中:a ——加速度燃油消耗量按下式计算∑∆=t g Q i t a (36)行驶距离avs ve S a 92.2522-= (37)其中:a 为加速度 减速工况计算燃油消耗量t g Q i e d = ......(38) 其中:i e g 为怠速燃油消耗率 t 为减速工况时间行驶距离'92.2522a v v S es d -= (39)其中:s v 为减速运动的初速度 e v 为减速运动的末速度 'a 为减速度。