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1、汽车动力性设计计算公式作者 :日期：汽车动力性设计计算公式31动力性计算公式31.1变速器各档的速度特性：uai0.377rkne（ k/h).(1 ）i gii0其中： r k 为车轮滚动半径， m；由经验公式： rk0.0254 db(1 )( )2d轮辋直径， in-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；i gi 为变速箱各档速比， i (i 1,2. p) ， p 为档位数，（以下同 )。3.1.各档牵引力汽车的牵引力：错 误 !未 指 定 书 签 。Ttq (ua )i gii0Fti (ua )rkt( N). .(2)其
2、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 :C d Aua2.(3）Fw（ N )21.15其中： Cd 为空气阻力系数， A 为汽车迎风面积， m 。汽车的滚动阻力：F fGaf（ ). .( )其中 : G a =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 :Fr F f Fw ( N ）. . .(5)注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图3. 各档功率计算汽车的发动机功率：Ttq (ua )ne(kw) .（6)Pei (ua )9549其中： Pei (ua )为第 i(i1,2. p)
3、档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。汽车的阻力功率 :Pr(F fFw )ua(kw).(7）3600 t31.4 各档动力因子计算D i (ua )Fti(ua )Fw. .(8）Ga各档额定车速按下式计算ua c.i0.377rk ne c.(9)（ m/h)i g i i0其中 : ne c 为发动机的最高转速；D i (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， ua c.i 内寻找 ua 使得 Di (ua ) 达到最大，即为各档的最大动力因子Di . m ax注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线31.5最高车速计算当汽车的
4、驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高。3.1 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 ua c 作为最高车速 ua. m ax 。额定车速按下式计算ua c 0.377rk ne c. (1（k/h）i g h i0 )其中 : ne c 为发动机的最高转速i g h 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* 全驱: FnGa *2前驱 ：FnGaL(La)4
5、* 后驱：FnGaLa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！”31.6爬坡能力计算Fti (ua ) ( F fFw ).(11)i arcsin.Ga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.各档爬坡度在 0 ， uac .i 中对i (u ai) 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i. m2驱动形式*4:i.m 2arctan,计算 i. m24 2 前驱：b) ，计算i
6、. m2 arctan(i.m2Lhg4 2 后驱：i .m2arctan(a) ,计算 i .m2L hg其中 : b 满载或空载质心到后轴的距离道路附着系数L 轴距取 i.m1 、 i.m2 之小者作为一档或直接档的最大爬坡度 .1. 最大起步坡度3. . .1 按下式计算最大起步驱动力 FtqTeq maxigqi 0. . （ 2)Fd qt(N)rk其中： Teq m ax为发动机的最大输出扭矩i g q 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t 为 起步档（一档或二档 )的传动效率3.1 2 按下式计算最大起步坡度qFtq) arctan f
7、（ rad）.(1 ）q arcsin(G a 1f 23.1.7 3附着条件校验按 3 . . 校验附着条件 , 得到极限爬坡度 m2 ，取 q 和 m 2 之较小者作为最大起步坡度。3.1. 加速性能计算 . 计算第 i (i1,2. 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 i gi2.( 4)其中 : i g i 第 i 档传动比如果已知车轮的转动惯量I w 和飞轮的转动惯量I f ，则按下式计算i11I wI f i g2 i i 02t ). .( )(rk2mrk2其中： m 满载或空载质量3.1. 2按下式计算第 i (i1,2. p)
8、档加速度Fti (ua ) Frgf ). (1 )ai( Diq mi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. 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uab i计算加速时间u211( ). （Tdu au13.6 ai (u a )7）计算加速距离St 2u a dtt i（ s). .(18)3.1 8. 最高档或直接档加速时间和加速距离的计算t pu ae11.(1)uas3.6du aa p ( u a
9、)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319 比功率计算按下式计算比功率 PpPpP( /g). .(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mmme. . ( m0）其中：me 为装载质量m0 为整车整备质量3.2经济性计算公式 .2.1 直接档（或超速档 ) 等速百公里油耗计算 .2.1.1计算燃油消耗率 ge按下式计算行驶阻尼功率Pr：Pr1 (C D Aua3G a f ua ) （ k）. .( 2)t76140 1063600按下式计
10、算对应的发动机转速ne :nei g d i0.(23)ua (r/m ）0.377rk其中 : i g d 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 )3.2. .2计算直接档等速百公里油耗Q100Pe ge（L/ 00km）. . （ )1.02ua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/ 0）.2 .1取计算的时间步长为t 。3.2 2.2初速度 : vs130km/(G T1545-1990)在第 n 个时间段内vsnven 1(
11、 n2,3. ) . . (25)3. .2.3末速度 :vv3.6ap(v )t(n 1,2.）essnnn.2.2 累积行驶距离St nStn 1vevst ( nnn1,2. ) . . （26)23.6St003 2.2. 燃油消耗率：g en起点燃油消耗率g sn以初速度 vsn 对应的发动机转速nsn 和 Pen(vsn ) 插值得到起点g snnsig highesti0vs. .( 0.377rknn7)其中： i gh 为最高档传动比终点燃油消耗率 g en以末速度 ven 对应的发动机转速 nen和 Pen (ven ) 插值得到 genneni ghi0ven. .(28
12、)0.377 rk3.2.2.6累积燃油消耗量Q t nQt0 0Qtn11(Pen (vsn ) g snPen (ven ) gen ) t2367.11000.(29)如果 Stn500 ，则 n n1再次 计算，否则停止 , 并以Qt n 作为 Q500 。3.2.3循环工况百公里燃油消耗量按照 GB/ 545-1990 ，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. . .1 怠速工况的计算燃油消耗量 :Qi gei t（ m）. . .(3 )其中 : gei 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（ ).
13、. . （31) .2.3.2匀速工况的计算燃油消耗量? 发动机功率Pc1C D A3G a f(76140 106uaua )t3600? 发动机转速i g i0ncua0.377rk其中 : rk 车轮滚动半径?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QcPcgec t. .(32)367.1其中： t 为匀速工况时间行驶距离Scua t.(33 ）3.6其中： ua 为匀速工况的行驶速度t 为匀速工况时间 . 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 5个点 , 记为 vi? 按 3.2.3.2 中同样方
14、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 :gti1. .(34)367.1Pe (vi )g ei1000? 加速时间tv.( 3.6a5)其中 : a 加速度? 燃油消耗量按下式计算Qagti t. .(36)行驶距离ve2vs2Sa25.92a其中 : a 为加速度3.2 3.4减速工况计算燃油消耗量Qdgei t )其中： g ei 为怠速燃油消耗率t 为减速工况时间行驶距离Sdvs2ve225.92a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. . . 各工况之总油耗记为 Qt ，总的行驶路程记为 St?Qt QiQc Qa Q d循环工况百公里油耗：QQt* 100St .( 7).(3.(39). . （40).（ 41)