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 变速器各档得速度特性:
( km/h)、、。。、、(1)
其中:为车轮滚动半径,m;
由经验公式: (m)
d—-—－轮辋直径,iｎ
b---—轮胎断面宽度,in
-——轮胎变形系数
为发动机转速,r／ｍｉn;为后桥主减速速比;
为变速箱各档速比,,为档位数,(以下同)。
3、1。2 各档牵引力
汽车得牵引力:
错误!未指定书签。 ( N ) 。。.、.、(2) 其中: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。
汽车得空气阻力:
( N ) 。。。。.。(３)
其中:为空气阻力系数,A为汽车迎风面积,m２。
汽车得滚动阻力:
( Ｎ) 、。。。、。(４) 其中:＝mg 为满载或空载汽车总重(Ｎ),为滚动阻尼系数
汽车得行驶阻力之与:
( 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
汽车得发动机功率:
(ｋｗ) 、、、、。.(6)
其中: 为第档对应不同转速(或车速)下发动机得功率。
汽车得阻力功率:
(kw) 、.。。、.(7)
3。1、4 各档动力因子计算
。、。.。、(8)
各档额定车速按下式计算
(ｋm/ｈ)。。。、。、(9)
其中:为发动机得最高转速;
为第档对应不同转速(或车速)下得动力因子。
对各档在［０,]内寻找使得达到最大,即为各档得最大动力因子
注:可画出各档动力因子随车速变化得曲线
3、1、5 最高车速计算
当汽车得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
,
求解。舍去中得负值或非实数值与超过额定车速得值;若还有剩余得值,则选择它们中最大得一个为最高车速,否则以最高档额定车速作为最高车速、
额定车速按下式计算
(km／h)。、.。、、(10)
其中:为发动机得最高转速
为最高档传动比
附着条件校验
根据驱动形式计算驱动轮得法向反力
驱动形式4＊4全驱:
4*２前驱:
4*２后驱:
其中: 为轴距,为满载或空载质心距前轴得距离
若满足下式
其中:——道路附着系数
则表示“超出路面附着能力,达不到计算得出得最高车速值！”
3.1。6 爬坡能力计算
、。。、、。(１1)
其中:为第档对应不同转速(或车速)下得爬坡度
３、1、6.1 各档爬坡度在［0,］中对寻优,找到最大值
３。１。6。2 附着条件校验
计算道路附着系数提供得极限爬坡能力
驱动形式4＊4: ,计算
4*2前驱: ,计算
４*2后驱: ,计算
其中: —-满载或空载质心到后轴得距离
——道路附着系数
——轴距
取、之小者作为一档或直接档得最大爬坡度
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
(N).、、、.、(12)
其中:为发动机得最大输出扭矩
为起步档位得传动比,这里分别取一档传动比与二档传动比
为主减速器得传动比
为起步档(一档或二档)得传动效率
３。1.7.2 按下式计算最大起步坡度
(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,取与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 计算第档得旋转质量换算系数
?如果已知经验值,,则按下式计算
、.。、。、(14)
其中:——第档传动比
?如果已知车轮得转动惯量与飞轮得转动惯量,则按下式计算
。、.。、.(１５)
其中:--满载或空载质量
3.1、8.2 按下式计算第档加速度
。。、.、。(16)
其中:为第档对应不同转速(或车速)下得加速度
注:可画出加速度倒数随车速变化得曲线
３。１、８.3 连续起步换档加速时间与加速距离得计算
?确定最佳换档点:设从第档换到档()得最佳换档点对应得车速为
?计算加速时间
(ｓ) 、。、。、、(17)
?计算加速距离
(s) 。。、.、.(18)
3、１.8。4 最高档或直接档加速时间与加速距离得计算
、。。.。、(１9)
其中:为最高档(或直接档)加速度
——用户指定得加速终了速度
——用户指定得加速起始速度
3、１、９比功率计算
按下式计算比功率
(kw/ｋg) 、。、、..(2０)其中:为发动机得最大功率
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
、.、、、、(21)其中:为装载质量
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
?按下式计算行驶阻尼功率 :
(ｋw) 。。。。..(22)
?按下式计算对应得发动机转速:
(r/min) 。、。、、。(2３)
其中:-—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、得有效燃油消耗率(g/k
ｗ·h)
3。２.１、2 计算直接档等速百公里油耗
(L／１00km) 。。、、..(24)
其中: 为燃料得重度
注:可画出百公里燃油消耗率随车速或转速得曲线
3、2.2 最高档全油门加速５0０m得加速油耗(L/50０m)
３、２.２.１取计算得时间步长为。
3。2、2。２初速度 : km／h(GB/T125４5－1990)
在第个时间段内
() 、.、。.。(２５)
３、２。2、3 末速度: ()
3、2、2、4 累积行驶距离
() 、、。..。(26)
3、２、2。5 燃油消耗率:
?起点燃油消耗率
以初速度对应得发动机转速与插值得到起点
、、.、。。(２7)
其中: 为最高档传动比
?终点燃油消耗率
以末速度对应得发动机转速与插值得到
。。。.、、(28) 3。２、2。6 累积燃油消耗量
。。、、、。(29)
如果,则再次计算,否则停止,并以作为。
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得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怠速工况得计算
?燃油消耗量:
(ｍl) 、、、。、。(3０)
其中:为怠速燃油消耗率
为怠速工况时间(由标准工况决定)
?行驶距离
(m) 。。。。。.(31)
３、2。3。２匀速工况得计算
?燃油消耗量
?发动机功率
?发动机转速
其中:-—车轮滚动半径
?由、根据万有特性插值得到燃油消耗率
?按下式计算燃油消耗量
。、..。、(32)
其中:ｔ为匀速工况时间
?行驶距离
、。.、.、(33)
其中:为匀速工况得行驶速度
为匀速工况时间
３.2、3、３加速工况得计算
?燃油消耗量:
?在加速初速度与末速度中均匀取50个点,记为
?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得燃油消耗:
。、。.。.(34)
?加速时间
、、、、.。(3５)
其中:——加速度
?燃油消耗量按下式计算
.、。、..(３6)
?行驶距离
.。.、。.(37)
其中:为加速度
３。2、3。４减速工况计算
?燃油消耗量
。。.、、.(3８) 其中:为怠速燃油消耗率
为减速工况时间
?行驶距离
。、、、。、(３9)
其中:为减速运动得初速度
为减速运动得末速度
为减速度。
3、2。3、５各工况之总油耗记为,总得行驶路程记为
???.、、.。。(40)
循环工况百公里油耗:
.。、。、、(４1)