汽車整車性能計算

1、6 汽車總體性能計算6.1 汽車動力性計算6.1.1 汽車各檔車速計算 各擋車速的計算公式如下： (km/h) (6-1) 式中 r汽車滾動半徑，r=0.279m； n發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）； ig汽車變速器的傳動比, =3.17；=2.158；=1.469；=1； i0主減速器的傳動比，i0=5.01。代入相關(guān)參數(shù)所得結(jié)果見表6-1。表6-1 汽車各檔車速n(r/min)Ua1(km/h)Ua2(km/h)Ua(km/h)Ua4(km/h)10006.62291 9.72874 14.29177 20.99461 12007.94749 11.67448 17.15012 25.19353

2、 14009.27207 13.62023 20.00848 29.39246 160010.59665 15.56598 22.86683 33.59138 180011.92123 17.51172 25.72519 37.79030 200013.24581 19.45747 28.58354 41.98922 220014.57039 21.40322 31.44189 46.18814 240015.89497 23.34896 34.30025 50.38707 260017.21955 25.29471 37.15860 54.58599 280018.54414 27.2404

3、6 40.01696 58.78491 300019.86872 29.18621 42.87531 62.98383 320021.19330 31.13195 45.73367 67.18275 340022.51788 33.07770 48.59202 71.38168 360023.84246 35.02345 51.45037 75.58060 380025.16704 36.96919 54.30873 79.77952 400026.49162 38.91494 57.16708 83.97844 420027.81620 40.86069 60.02544 88.17737

4、440029.14078 42.80644 62.88379 92.37629 460030.46537 44.75218 65.74214 96.57521 480031.78995 46.69793 68.60050 100.77413 500033.11453 48.64368 71.45885 104.97305 6.1.2 汽車行駛阻力計算汽車行駛阻力包括：滾動阻力、空氣阻力、加速阻力和爬坡阻力。 1）滾動阻力滾動阻力計算公式： Ff= Gf (N) （6-2） 式中 G汽車重力,G=14250N ； f滾動阻力系數(shù),f=0.015。 2）空氣阻力 空氣阻力計算公式： (N) （6-

5、3）式中 CD汽車的空氣阻力系數(shù),CD=0.52； A汽車的迎風(fēng)面積A=2.726； Ua汽車各檔車速(km/h) 。 代入相關(guān)參數(shù)有： 所以，汽車的行駛阻力所得結(jié)果見表6-2 。表6-2 汽車各檔行駛阻力(Ff+Fw)1(Ff+Fw)2(Ff+Fw)3(Ff+Fw)4216.67595 220.06369 227.37518 243.15261 217.96337 222.84171 233.37026 256.08976 219.48487 226.12483 240.45536 271.37912 221.24044 229.91304 248.63047 289.02069 223.2

6、3009 234.20635 257.89559 309.01446 225.45381 239.00475 268.25073 331.36045 227.91161 244.30824 279.69588 356.05864 230.60349 250.11684 292.23105 383.10905 233.52944 256.43052 305.85623 412.51166 236.68947 263.24930 320.57143 444.26648 240.08358 270.57318 336.37664 478.37351 243.71176 278.40215 353.2

7、7187 514.83275 247.57402 286.73622 371.25711 553.64420 251.67035 295.57538 390.33236 594.80785 256.00077 304.91964 410.49763 638.32372 260.56525 314.76899 431.75292 684.19180 265.36382 325.12344 454.09822 732.41208 270.39646 335.98298 477.53353 782.98457 275.66317 347.34761 502.05886 835.90927 281.1

8、6396 359.21734 527.67420 891.18619 286.89883 371.59217 554.37956 948.81531 6.1.3 汽車驅(qū)動力計算 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的擬合公式：（6-4）汽車驅(qū)動力計算公式： (N) （6-5）式中 r汽車行駛時的滾動半徑,r=0.279m； n發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）； 汽車變速器各擋傳動比； 傳動系效率，=89.376%； 汽車主減速器傳動比。各檔驅(qū)動力的計算結(jié)果見表6-3。表6-3 汽車的各檔驅(qū)動力FtFtFtFt2539.55415 1728.81951 1176.84702 801.12118 2863.93823 1949

9、.64628 1327.16885 903.45054 3137.18173 2135.65873 1453.79179 989.64723 3363.45284 2289.69439 1558.64739 1061.02613 3546.85347 2414.54568 1643.63652 1118.88122 3691.41928 2512.95987 1710.62931 1164.48558 3801.11963 2587.63917 1761.46522 1199.09137 3879.85764 2641.24063 1797.95296 1223.92986 3931.4701

10、6 2676.37622 1821.87056 1240.21141 3959.72777 2695.61278 1834.96533 1249.12548 3968.33476 2701.47206 1838.95387 1251.84062 3960.92920 2696.43067 1835.52208 1249.50448 3941.08284 2682.92012 1826.32514 1243.24380 3912.30121 2663.32682 1812.98753 1234.16442 3878.02353 2639.99204 1797.10302 1223.35127 3

11、841.62278 2615.21198 1780.23466 1211.86839 3806.40567 2591.23768 1763.91480 1200.75889 3775.61263 2570.27510 1749.64510 1191.04499 3752.41783 2554.48507 1738.89646 1183.72802 3739.92918 2545.98333 1733.10914 1179.78838 3741.18830 2546.84049 1733.69262 1180.18558 6.1.4 汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖及最高車速的確定 汽車穩(wěn)速行駛時驅(qū)動

12、力、行駛阻力平衡。即： (N) （6-6）驅(qū)動力行駛阻力平衡圖見圖6-1。 圖6-1 汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖 行駛阻力曲線(Ff+Fw-Ua)與四檔驅(qū)動力曲線(Ft-Ua)的交點所對應(yīng)的車速即為汽車的最高行駛車速。由圖4-1知汽車的最高車速為：109km/h。設(shè)計誤差為：=3.8%5%，因此滿足要求。6.1.5 汽車加速能力計算 1）加速度的計算 （6-7）式中 a汽車各擋加速度； 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)； 驅(qū)動力（N）； 風(fēng)阻力（N）； m汽車質(zhì)量（kg）。 并有： （6-8）式中 變速器的速比 =，其中為飛輪轉(zhuǎn)動慣量，=0.04； =，其中為車輪轉(zhuǎn)動慣量，=0.03。計算結(jié)果如表6-4。

13、表6-4 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)3.172.1581.46911.43191.216281.116321.07 將表6-4數(shù)值帶入式6-7中便可求出汽車各檔下的加速度，所得結(jié)果見表6-5和圖6-2。表6-5 汽車各檔加速度Ua1Ua2Ua3Ua4a1a2a3a46.62291 9.72874 14.29177 20.99461 1.13841 0.87050 0.59687 0.36594 7.94749 11.67448 17.15012 25.19353 1.29676 0.99631 0.68760 0.42457 9.27207 13.62023 20.00848 29.39246 1.

14、42992 1.10174 0.76274 0.47107 10.59665 15.56598 22.86683 33.59138 1.53995 1.18843 0.82352 0.50632 11.92123 17.51172 25.72519 37.79030 1.62886 1.25799 0.87112 0.53115 13.24581 19.45747 28.58354 41.98922 1.69862 1.31200 0.90673 0.54640 14.57039 21.40322 31.44189 46.18814 1.75118 1.35203 0.93149 0.5529

15、0 15.89497 23.34896 34.30025 50.38707 1.78845 1.37960 0.94654 0.55145 17.21955 25.29471 37.15860 54.58599 1.81231 1.39623 0.95301 0.54284 18.54414 27.24046 40.01696 58.78491 1.82461 1.40340 0.95200 0.52786 19.86872 29.18621 42.87531 62.98383 1.82716 1.40255 0.94457 0.50727 21.19330 31.13195 45.73367

16、 67.18275 1.82176 1.39512 0.93179 0.48183 22.51788 33.07770 48.59202 71.38168 1.81014 1.38252 0.91470 0.45227 23.84246 35.02345 51.45037 75.58060 1.79402 1.36612 0.89433 0.41932 25.16704 36.96919 54.30873 79.77952 1.77510 1.34726 0.87166 0.38369 26.49162 38.91494 57.16708 83.97844 1.75503 1.32728 0.

17、84770 0.34607 27.81620 40.86069 60.02544 88.17737 1.73542 1.30747 0.82339 0.30716 29.14078 42.80644 62.88379 92.37629 1.71786 1.28911 0.79969 0.26762 30.46537 44.75218 65.74214 96.57521 1.70391 1.27345 0.77752 0.22812 31.78995 46.69793 68.60050 100.77411.69509 1.26169 0.75777 0.18928 33.11453 48.643

18、68 71.45885 104.97301.69290 1.25505 0.74135 0.15174 圖6-2 汽車各檔加速度曲線 2）加速時間由運動學(xué)知道 加速時間 (s) (6-9)式中 t加速時間（s）； A曲線（1/a-Ua）下兩個速度區(qū)間的面積。加速時間t 可以圖解積分法求的。其具體方法為：將曲線（a-Ua）轉(zhuǎn)化為曲線（1/a-Ua），然后即可得某速度區(qū)間的加速時間t，且有t=A。 加速度的倒數(shù)(1/a）的計算結(jié)果見表6-6。表6-6 汽車各檔的加速度倒數(shù)(1/a)1(1/a)2(1/a)3(1/a)40.87842 1.14876 1.67541 2.73268 0.77116

19、1.00370 1.45434 2.35533 0.69934 0.90766 1.31106 2.12281 0.64937 0.84145 1.21430 1.97505 0.61393 0.79492 1.14795 1.88272 0.58871 0.76220 1.10287 1.83016 0.57104 0.73963 1.07355 1.80865 0.55914 0.72485 1.05647 1.81341 0.55178 0.71621 1.04930 1.84215 0.54806 0.71256 1.05042 1.89443 0.54730 0.71299 1.05

20、869 1.97132 0.54892 0.71678 1.07320 2.07542 0.55244 0.72332 1.09325 2.21107 0.55741 0.73200 1.11816 2.38482 0.56335 0.74225 1.14723 2.60629 0.56979 0.75342 1.17966 2.88955 0.57623 0.76483 1.21449 3.25560 0.58212 0.77573 1.25048 3.73658 0.58689 0.78527 1.28615 4.38375 0.58994 0.79259 1.31965 5.28322

21、0.59070 0.79678 1.34888 6.59009 繪制加速度倒數(shù)曲線，見圖6-3。圖6-3 汽車各檔加速度倒數(shù)曲線 由圖解法可知本車0-60km/h換擋加速時間為44s。易知GD6350的加速性能欠佳。6.1.6 汽車的最大爬坡度計算 汽車的最大爬坡度計算公式： (6-10)式中 坡度角（°）。 （6-11）式中 汽車的最大爬坡度。根據(jù)汽車的“驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖”（即圖6-1）易知，在最低檔時汽車獲得最大爬坡度（角）。此時：=15.2° 所得值基本符合16.7°的設(shè)計要求。所以，=tan15.2°=27.2%。6.2 汽車經(jīng)濟性指標(biāo)計算

22、6.2.1 汽車百公里油耗曲線及經(jīng)濟車速的確定 發(fā)動機燃油消耗率擬合公式： （6-12）式中個參數(shù)參見表6-7。表6-7nB0B1B2B3B412001210.8-410.4670.379-5.06270.1076816081158.7-303.9836.657-2.05530.04307221171035.4-189.7514.524-0.511840.00681642615950.9-121.597.0035-0.185170.001855531031011-98.8934.4763-0.0910770.000689063857930.2-69.7142.9593-0.041380.0003503243531223.9-84.4782.9788-0.03