整车动力性、经济性计算说明书
3 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) ......(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
汽车的牵引力:
( N ) ......(2)
汽车的空气阻力:
( N ) ......(3)
其中:为空气阻力系数,A为汽车迎风面积,m2。
汽车的滚动阻力:
( N ) ......(4)
其中:=mg 为满载或空载汽车总重(N),为滚动阻尼系数
汽车的行驶阻力之和:
( 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
汽车的发动机功率:
(kw) ......(6)
其中: 为第档对应不同转速(或车速)下发动机的功率。
汽车的阻力功率:
(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:发动机功率计算公式为发动机的最高转速;
为第档对应不同转速(或车速)下的动力因子。
对各档在[0,]内寻使得达到最大,即为各档的最大动力因子
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
,
求解。舍去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作为最高车速。
额定车速按下式计算
(km/h) ......(10)
其中:为发动机的最高转速
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
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的距离
若满足下式
其中:——道路附着系数
则表示“超出路面附着能力,达不到计算得出的最高车速值!”
3.1.6 爬坡能力计算
......(11)
其中:为第档对应不同转速(或车速)下的爬坡度
3.1.6.1 各档爬坡度在[0,]中对寻优,到最大值
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
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的距离
——道路附着系数
——轴距
取、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
(N) ......(12)
其中:为发动机的最大输出扭矩
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
为主减速器的传动比
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
(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,取和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 计算第档的旋转质量换算系数
✧如果已知经验值,,则按下式计算
......(14)
其中:——第档传动比
✧如果已知车轮的转动惯量和飞轮的转动惯量,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:设从第档换到档()的最佳换档点对应的车速为
✧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和加速距离的计算
......(19)
其中:为最高档(或直接档)加速度
——用户指定的加速终了速度
——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
(kw/kg) ......(20)
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