摩托车最高车速的设计计算

摩托车最高车速的设计计算

最高车速是摩托车动力性的重要指标，然而现有摩托车类书籍及论文对最高车速的计算缺乏系统的介绍，一些计算方法甚至存在不同程度的错误。本文对摩托车最高车速的设计计算进行说明，并给出了计算的经验误差与适用范围。

一、按转速计算最高车速

本计算方法选取发动机最大功率点对应的转速计算最高车速。

Vmax =*r r* n pmax)/ i k

式中

Vmax：摩托车最高车速，km/h；

r r：后轮驱动半径，m；

n pmax：发动机最大功率时的曲轴转速，r/min；

i k：最高档传动系统总传动比（包括二级传动系统）。

此计算方法是最为简便的方法，其计算误差一般在20％，但此计算是在假定发动机最大功率点即为最高车速的对应转速点的情况下进行的，因此此方法对装有较为成熟机型以及发动机适应系数较大的摩托车的最高车速的计算值与真实值误差较小。

二、按行使条件计算

式中

Vmax：摩托车最高车速，km/h；

注：在《汽车工程手册－摩托车篇》、《摩托车系列教材》中该公式是不正确的，读者可通过实例再次进行验证。

C D：摩托车空气阻力系数，一般，赛车；

A：迎风面积，m2；

迎风面积可在总体布置结束后在CAD中采取面域命令计算，也可采取投影法计算。

r r：后轮驱动半径，m；

f：整车滚动阻力系数；

f（V≤50km/h）：良好的沥青路良好的混凝土粗糙混凝土

砖铺地面铺石地面平坦土路

f（V＞50km/h）：f＝f0(1+(v-50)):式中f0按上面数值选取；

f的数值不仅取决于路面同时还与轮胎有关，由于目前摩托车轮胎大多采用了良好的花纹结构，因此按上式计算的f可适当放大。

G：最大质量（带驾驶员75kg），N；

Te：发动机曲轴最大扭矩，N·m；

i k：最高档传动系统总传动比（包括二级传动系统）；

ηr：总传动效率滚子链，皮带，齿轮，无声链。

此方法计算的最高车速从理论上讲是相当准确的，但其中几个参数更多需要试验或经验确定，如 f与C D数值的选取对计算结果的影响相当大。同时此方法由于选取的是最大扭矩点进行计算，因此计算的数值一般仍有20％左右的误差。

三、驱动力—阻力—速度曲线

此方法是通过绘制各速度段的驱动力与阻力曲线，两曲线的交点对应的车速即为最大车速，由于此方法选取了发动机多个点进行计算，避免了按行使条件和纯转速计算导致的误差，因此此方法计算的准确度最高，误差也最小。

计算驱动力Ft时先通过车速反求发动机转速，通过发动机外特性试验得到对应的发动机曲轴扭矩：

Ft＝Te ●i k ●ηr/r r

式中各项含义同上。

阻力计算时可只计算风阻和滚动阻力：

F

＝●C D●A●ρ●Vr2＋f●G

W

ρ：空气密度一般1.2258kg/m3；

Vr：相对车速，无风时等于车速，m/s;

其余各项含义同上。

驱动力—阻力—速度曲线示例见下，两曲线交点对应的车速即为最高车速。

摩托车最高车速影响的因素很多，因此设计计算时许多原始参数应当力求准确，但有如风阻的误差、滚动阻力的误差等均影响最高车速的设计准确性。在设计最高车速时，可通过相关试验确定一些原始参数，如可通过模型进行风洞试验实测风阻，但鉴于目前的技术水平和行业的实际情况，对最高车速的设计更需要设计人员在设计过程中不断总结和积累经验。