机动车加速性能和加速时间计算

汽车的加速性能

如何评价汽车的加速性能，相信每一位车主、准车主都很关心。实际上，汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系，但汽车的加速性能与很多因素有关，有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系，这实际上是很困难的，因为这三方并不能代表问题的全部，简单的计算是包含很多误差的。

一般来讲，在相同的车重情况下，发动机的最大扭矩越大，汽车的加速性能越好。而在相同的发动机扭矩下，车重越小加速性能越好。但是，这里忽略了很多可以比较的因素。

1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。所以，汽车的最大扭矩往往与转速同时标记，例如甲车最大扭矩150牛顿米（4000转/分）、乙车最大扭矩150 牛顿米（4500转/ 分），同样是150牛顿米的最大扭矩，两车在发动机转速相同的情况下，加速性能将有所区别。

2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭，然后作用于驱动轮，才会产生汽车加速所需要的力。不同车型的传动系统不同，因此在发动机最大扭距相同的情况下，加速特性也不一定相同。

3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。F=ma这个公式中的力F是合力，包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。

由于有这么多因素在起作用，又要用网友能够理解的方式进行计算，我只能在假

想的基础上回答这个问题：设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动，任

何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1 ，任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180 度，任何时候发动机的转速都相同。

如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时，根据V =at，可以计算得到所需要的加速度为2.778 （米/秒/秒），如果汽车的质量为1吨，根据F=ma计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿，考虑阻力（1000牛顿）的影响，实际驱动力应是3778

牛顿。

由于加速路段的长度S=at2/2=138.9 米，加速全程耗费的功FS=524764.2 焦耳，功率为52476.4 瓦。如果在全过程中发动机的转速始终是4000转/分（实际上不可能），可以算得所需的扭矩为52476.4/（4000*2*3.14159/60）=125.3（牛顿米）。

如果前面的假设不变，由上述计算过程可知，所需的扭矩与车重成正比增

即车重加或减少，所需扭距成正比增减。对于其他车重，网友可以自行计算。

一种计算汽车加速时间的新方法

A New Method for Calculating Vehicle Accelerating Time

MAO Wu-hctir LANCr De-hu

(School of Automobile and Traffic Engineering * Jiangsu University of Science and Technology.ZlicnjiangJiangsu 212013* China)

QIAN Jic-dong

(Slwnghai Automobile General Curpomtion^Shanyhai,200025,Chin

Abstract：Acceleruiing time is one of the most important dynamic pr open its of vehicles.In the paper * a new method tor calculating vehicle accelerating lime is inlrodiiccd ,which in in foct a jnuihcnmtic aikalytic one , As compared with the traditional tiuineric integration method,ir is more convenient and accurate, 1 lie living txtituple shown m the paper vcrilics thut this method is satisfactory for normal vehicle design 4

Key words：automobiles3ccelcration;rimc;calculuting met hod

汽乍加速性能是衡虽汽车动力性好坏的東冬指标之•在车辆技术设计阶段，通常需要进行加速性能的估算，以楡代其设计产需的加速性能是否符合设讣任务MZ 要求.汽乍加速性能的评价指标常采用原地起歩加速时间和超平加速时间来表示.忖前•这两个指标的计算方法人多采H1文献［叮所推存的方法•该方法需要采用计算机数伉枳分法才能秋得上述评价指标的近似解"I算较麻烦1BI算精度较差•文中介绍的方法可以避免原方法的缺点，计算精度也可以大大提髙.

1超车加速时恻的计算

山丈献［1］知，超车加遠时间是指汽车在良好的平直路面上，凤速小于3

m/s,以血接档或最髙档行驶•车速从¥加速到□所需要的时间. 此时，汽车的行驶平衡方程式为

Ft-Ff+F^Fi (I)

式中Ft——汽车行驶时驱动轮上的驱动力，N

Fi—汽车行驶时的滚动矶力，X

F<—汽花行驶时的帘气阻力” N

Fj—汽车加速行駛时的加速阻力，N

由文献L2］知

*

巾，”上

宣中L——发动机输卅转矩.Nm

K…——发动机外特性修正系数

血——发动机加速运转时输出功率修匸系数

氐一海拔高度修正系数

乩一发动机新旧修正系数

n——汽弔传动系机械效率

tt——禽拔高度.km

i p——变速器对应档速比

i—主减速器速比

R—车轮动力半径.m

肖发动机外特性曲线未知吋.町以采用烈杰尔曼经验公式估算发动机输出转矩C与其转速m之间的关系•其公式为

式中Ts—发动机址人输出转矩.Nm

n…—发动机址人输出转矩时的转速” r/min

T.——发动机最人输出功率时对应的输出特矩，Nm

n& ----- 发动机输出鹹大功率时的转速» r/min

发动机转述川汽车乍速的对应关系为

n0=9t SSiai.v/R (4)

式中v--------- 车速，mA

现设

Q,= K.fe (1- life) K,q ini/R

Q F (T^-T P) / (nrm) J

Q讦乩55i儿/R

分别将上式代入式(2).⑶、(册可衍

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