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：0377.0iinrugiekai（km/h）......(1)其中：kr为车轮滚动半径，m;由经验公式：)1(20254.0bdrk(m)d----轮辋直径，inb----轮胎断面宽度，in---轮胎变形系数en为发动机转速，r/min；0i为后桥主减速速比；gii为变速箱各档速比，)...2,1(pii，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。tkgiatqatiriiuTuF0)()(（N）......(2)其中：)(atquT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：15.212adwuACF（N）......(3)其中：dC为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2。汽车的滚动阻力：fGFaf（N）......(4)其中：aG＝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rF：wfrFFF（N）......(5)注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图13.1.3各档功率计算汽车的发动机功率：9549)()(eatqaeinuTuP（kw）......(6)其中：)(aeiuP为第)...2,1(pii档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。汽车的阻力功率：tawfruFFP3600)(（kw）......(7)3.1.4各档动力因子计算awatiaiGFuFuD)()(......(8)各档额定车速按下式计算0.377.0iinruigcekica（km/h）......(9)其中：cen为发动机的最高转速；)(aiuD为第)...2,1(pii档对应不同转速（或车速）下的动力因子。对各档在[0，icau.]内寻找au使得)(aiuD达到最大，即为各档的最大动力因子max.iD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)()(.arahighesttuFuF，求解au。舍去au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cau作为最高车速max.au。额定车速按下式计算0377.0iinruhgcekca（km/h）......(10)其中：cen为发动机的最高转速hgi为最高档传动比23.1.5.2附着条件校验根据驱动形式计算驱动轮的法向反力nF驱动形式4*4全驱：anGF4*2前驱：)(aLLGFan4*2后驱：aLGFan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nhighesttFF.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awfatiiGFFuF)()(arcsin......(11)其中：i为第)...2,1(pii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，iacu.]中对)(aiiu寻优，找到最大值1.mi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2.mi驱动形式4*4：arctan2.mi，计算2.mi4*2前驱：)arctan(2.gmihLb，计算2.mi4*2后驱：)arctan(2.gmihLa，计算2.mi其中：b——满载或空载质心到后轴的距离——道路附着系数3L——轴距取1.mi、2.mi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tqFtkgqeqqriiTFd0max（N）......(12)其中：maxeqT为发动机的最大输出扭矩qgi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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ffGFatqqarctan)1arcsin(2（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2m，取q和2m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)...2,1(pii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2211giii......(14)其中：igi——第i档传动比如果已知车轮的转动惯量wI和飞轮的转动惯量fI，则按下式计算)(1122022tkigfkwiriiIrIm......(15)其中：m——满载或空载质量43.1.8.2按下式计算第)...2,1(pii档加速度)()(fDgmFuFaiiqratii......(16)其中：ia为第)...2,1(pii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1i档（1...2,1pi）的最佳换档点对应的车速为iabu计算加速时间21)(16.31uuaaiduuaT(s)......(17)计算加速距离dtuSttai2(s)......(18)3.1.8.4最高档或直接档加速时间和加速距离的计算aeasuuaappduuat)(16.31......(19)其中：)(apua为最高档（或直接档）加速度aeu——用户指定的加速终了速度asu——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pPmPPp（kw/kg）......(20)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0mmem......(21)5其中：em为装载质量0m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eg按下式计算行驶阻尼功率rP：)36001076140(136aaaDtrufGuACP（kw）......(22)按下式计算对应的发动机转速en：akdgeuriin377.00（r/min）......(23)其中：dgi——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rP、en的有效燃油消耗率eg（g/kw·h）3.2.1.2计算直接档等速百公里油耗aeeugPQ02.1100（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的加速油耗（L/500m）3.2.2.1取计算的时间步长为t。3.2.2.2初速度：301svkm/h（GB/T12545-1990）在第n个时间段内1nsnevv（...3,2n）......(25)3.2.2.3末速度：tvavvnnnspse)(6.3（...2,1n）3.2.2.4累积行驶距离6tvvSSnnnnsett6.321（...2,1n）......(26)00tS3.2.2.5燃油消耗率：neg起点燃油消耗率nsg以初速度nsv对应的发动机转速nsn和)(nsenvP插值得到起点nsgnnskhighestgsvriin377.00......(27)其中：hgi为最高档传动比终点燃油消耗率neg以末速度nev对应的发动机转速nen和)(neenvP插值得到ngennekghevriin377.00......(28)3.2.2.6累积燃油消耗量ntQ00tQtgvPgvPQnnnnneeenssent))()((10001.367121......(29)如果500ntS，则1nn再次计算，否则停止，并以ntQ作为500Q。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：tgQiei（ml）......(30)其中：ieg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iS（m）......(31)73.2.3.2匀速工况的计算燃油消耗量发动机功率)36001076140(136aaaDtcufGuACP发动机转速akgcuriin377.00其中：kr——车轮滚动半径由cP、cn根据万有特性插值得到燃油消耗率ceg按下式计算燃油消耗量tgPQcecc1.367......(32)其中：t为匀速工况时间行驶距离tuSac6.3......(33)其中：au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sv和末速度ev中均匀取50个点，记为iv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：iieietgvPg)(10001.3671......(34)加速时间avt6.3......(35)其中：a——加速度燃油消耗量按下式计算tgQita......(36)行驶距离avsveSa92.2522......(37)8其中：a为加速度3.2.3.4减速工况计算燃油消耗量tgQied......(38)其中：ieg为怠速燃油消耗率t为减速工况时间行驶距离'92.2522avvSesd......(39)其中：sv为减速运动的初速度ev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tQ，总的行驶路程记为tSdacitQQQQQ＝......(40)循环工况百公里油耗：100*ttSQQ......(41)