汽车动力性和经济性模拟计算
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计算机应用
汽车科技第 ! 期 "##$ 年 ! 月
汽车动力性和经济性模拟计算
郑清平 !陈静
( 天津工业大学 机电学院 ! 天津 ’##!<# ) 摘要 ! 通过建立数学模型 ! 设计了汽车动力性 " 经济性模拟计算软 件 ! 利 用 该 软 件 进 行 了 实 际 车 型 的 模 拟 计 算 ! 所 得 结果与实际值相吻合 $ 应用该软件进行了变参数计算 ! 并分析了影响汽车动力性 " 经济性的主要因素 ! 从而为汽车产 品设计提供参考依据 $ 关键词 ! 动力性 ’ 经济性 ’ 数据库 ’ 编程 ’ 模拟计算 中图分类号 !A$<!!" 文献标识码 !0 文章编号 !!##;7";;# ""##$ ##!7##"<7#’
数据重复或用户不再需要时 ! 可将它直接从现有数 据库中删除 # 基于实现以上功能 !()*+,-,./ 公司的 0**1-- 专业 数据库工具软件足可以胜任 !而且它建库简单明了 ! 在%)-234 &3-)* 中调用方便快捷 #
!!# 数学方法的应用 !!’!! 动力性计算公式
计算动力性时 ! 将发动机的外特性看成转速的 一元函数 ! 用最小二乘法拟合得到曲线 # (! )汽车驱动力 &!"# $"%&’&#!"
计算 !并可得到最佳的动力传动系的匹配参数 $ 具体 地讲 ! 该软件应具有以下功能 & ! 参数化绘图功能 ’
(; )汽车动力特性 &06 !"7!+ 1 (< )汽车爬坡度 &&607)
式中 ! 滚动阻力 !) # +) 空气阻力 !+6
"计算分析能力 ’ #数据管理功能 ’ $打印输出功
能 $ 根据对软件设计的要求及各编程软件的特点 ! 在 这我们选择了%&语言开发该软件 $
图&
空气阻力系数对等速百公里油耗的影响
另外 ! 应用软件还分析了不同参数对经济性的 影响 " 图 %# 图& 分别为滚动阻力系数及空气阻力系数 对等速油耗的影响结果 " 当滚动阻力系数和空气阻 力系数增加时 !各车速下的百公里油耗也将增加 "
!
结束语
$!% 所设计的汽车动力性 # 经济性计算软件实用
’中的实际值非常接近 $
* ’?*
计算机应用
汽车科技第 ! 期 "##$ 年 ! 月
图$
不同机械效率下的爬坡度图
传动效率 # 空气阻力 # 滚动阻力 # 空气质量等对汽车 的动力性和经济性有较大的影响 ! 设计时应给予充 分的重视 " 参考文献 !
&! ’ 韦源 ! 于平 ! ()*+,- .,*)/ 程序设计教程 &0 ’! 北京 ( 清华大 学出版社 !"###! &" ’ 顾斌 !扬德斌译! ()*+,- .,*)/ &!#数据库开发 &0’! 北京 (清 华大学出版社 !!111! &’ ’ 陈宏盛 ! 刘雨! 计算方法 &0’! 北京 ( 国防科技大学出版社 ! 图% 滚动阻力系数对等速百公里油耗的影响
203.-" "! = "; 5. 5&
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数据库的建立 汽车动力性和燃油经济性模拟计算时 ! 随着汽
爬坡阻力 !&6 1-)>#
!! !加速阻力 !, # "/
车型号的改变 ! 整车参数 % 发动机性能 % 变速器传动 比等数据会有所不同 ! 这便需要建立多个数据库以 存放各类数据 !故数据库应具有下面的功能 $ (!) 储存数据功能 # 对现有车型的任何数据进行 修改后可以建库保存 # (") 添加数据功能#对新车型的各参数数据能添加 到现有的数据库中!以充实现有数据库!备以后之需# (’) 删除数据功能 # 当现有数据库中的某条参数
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等速燃油经济性计算公式 (! )发动机转速4 对应下的行驶车速?
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&$ ’ 陈树强 ! 汽车理论 &0 ’! 合肥 ( 安徽科技出版社 !"###! &% ’ 张立新 # 李强 ! 国产汽车使用维修调整数据手册 &0 ’! 北 京 ( 人民交通出版社 !!112! && ’ 李维谔 ! 34!#1# 东风汽车使用问答 &0 ’! 武汉 ( 湖北人民 出版社 !!121!
图<
加速时间曲线图
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最大爬坡度计算 图 ! 是各挡的爬坡度图 #$ 挡最大爬坡与实际值
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动力性模拟计算分析
这里以 49$&:& 型载货汽车为例 # 应用本软件进
非常吻合 $从图 !还看出机械效率对最大爬坡度有一 定的影响 $
行动力性计算 # 并分析部分参数对动力性的影响情 况 $ 49$&:&型载货汽车基本参数可参见图$$ 所选用 发动机为49;$&&汽油机 #变速器各挡传动比如表$所 示$
表 (& ’ 经 济 性 参 数 表 (& ’ 传 动 比 表 (& ’ 转 速 ) 转 矩 表 (&’ 比油耗表 (五个输入数据表 $ 由这些表构成的 数据库 #通过编写代码 # 基本能够实现添加 &删除 &保 存等功能 # 而且具有管理简单 & 方便 # 在 23 中调用快 捷等优点 $ 第四步 # 程序编译 $ 先由工程组文件生成 !454 的可执行文件 # 再由 2)-678 37-)* 本身提供的打包工 具 # 生成安装程序 $ 第五步 # 程序安装 & 调试 &测试 $
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程序设计的基本过程 第一步 # 设计程序界面 $ 软件由若干界面组成 #
其中主要的有 % 登陆界面 & 动力性计算界面 ! 如图 $ " 经济性计算界面 &参数数据输入界面 &结果显示及打 印界面等 $
图’
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表’
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加速时间计算 该车从<&"?& @ABC的加速时间计算值约为!& -#
图< 中虚线与实际值 ! 表 ’" 接近 $ 从图< 还可以看出 # 当空气阻力系数增加时 #加速时间随之增加 $ 故空气 阻力系数是影响汽车动力性的重要参数之一 $
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表$
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经济性计算分析
评价汽车经济性的方法很多 # 其中等速百公里
油耗是比较简单而常用的一种评价指标 $ 图>& 图 ;中的实线是计算的等速百公里油耗线 # 在 >& @ABC 附近有最低的燃油消耗值 # 约为 ’; D 与表
变速器各挡传动比
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汽车动力性和经济性模拟计算 B 郑清平 # 陈静
计算机应用
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驱动力计算 图’ 为计算的最大驱动力图 # 将各挡的最大驱动 力及最高车速计算值与表’ 中的实际值对比 # 可以看 出 # 两者非常吻合 # 最大误差约为 <= # 说明软件有一 定的计算精度 $
!! "计算等速百公里燃油消耗量"
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Leabharlann Baidu
在汽车开发设计阶段 ! 设计工程师经常需要对 其动力性 " 燃油经济性进行预测和估算 # 为了求得汽 车动力传动系的最佳匹配 !需要不断调整一些参数 ! 反复查阅 " 计算 $ 在没有计算软件的情况下 !往往只 是取几个点估算一下 ! 由此误差很大 $ 本文通过对汽 车动力性 % 燃油经济性采用数学描述的方法 !编制了 汽车动力性 "燃油经济性模拟计算软件 $ 运用该计算 软件 !不仅可以获得较好的计算结果 ! 而且还能了解 结构及性能参数对汽车动力性 " 经济性的影响程度 ! 从而找到最佳的动力传动系的匹配参数 $
性强 ! 使用方便 ! 能满足各种车型的需要 ! 且达到了 一定的计算精度 " $"% 该软件的变参数计算可用于分析汽车结构 参数及运行参数对动力性及经济性的影响程度 ! 从 而可为汽车设计提供一定的参考依据 " $’% 计算结果表明 !发动机性能 # 变速器传动比 # ) "2)
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第二步 # 按照基础理论设计计算部分和曲线的 显示部分 #这一步涉及两个主要的计算方法 % 一个是 用最小二乘法拟合曲线 # 另一个是用插值法在万有 特性图上求发动机的比油耗 $ 第 三 步 #建 立 参 数 数 据 库 $ 在 这 一 步 中 #运 用
+ + 8 +
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收稿日期 !"##’7#@7!# 作者简介 ! 郑清平 (!B<;7 )! 女 ! 天津工业大学副教授 ! 天津 大 学 博 士 生$
$"%为发动机扭矩 ’( 为车轮滚动半径 ’&’为变速器传动比 ’&#为主
减 速 器 传 动 比 ’" 为 汽 车 旋 转 质 量 换 算 系 数 ’1 为 汽 车 重 量 (/’ )’/ 为质量 $
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关于模拟软件的基本问题
功能需求 该软件应能针对任何车型做动力性及经济性的
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另外 ! 应用软件还分析了不同参数对经济性的 影响 " 图 %# 图& 分别为滚动阻力系数及空气阻力系数 对等速油耗的影响结果 " 当滚动阻力系数和空气阻 力系数增加时 !各车速下的百公里油耗也将增加 "
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结束语
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计算机应用
汽车科技第 ! 期 "##$ 年 ! 月
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不同机械效率下的爬坡度图
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