汽车整车性能计算分解

6 汽车总体性能计算

汽车动力性计算

汽车各档车速计算

各挡车速的计算公式如下：

377

.0i i rn

u g a (km/h) (6-1) 式中 r ——汽车滚动半径，r=； n ——发动机转速（r/min ）；

i g ——汽车变速器的传动比,1g i =；2g i =；3g i =；4g i =1；

i 0——主减速器的传动比，i 0=。

代入相关参数所得结果见表6-1。

表6-1 汽车各档车速

汽车行驶阻力计算

汽车行驶阻力包括：滚动阻力、空气阻力、加速阻力和爬坡阻力。 1）滚动阻力

滚动阻力计算公式：

F f = Gf (N) （6-2）

式中 G ——汽车重力,G=14250N ； f ——滚动阻力系数,f=。 2）空气阻力

空气阻力计算公式：

25

.212

a D w Au

C F (N) （6-3）

式中 C D ——汽车的空气阻力系数,C D =； A ——汽车的迎风面积A=2m ； U a ——汽车各档车速(km/h) 。 代入相关参数有： 所以，汽车的行驶阻力

所得结果见表6-2 。

汽车驱动力计算

发动机转矩的拟合公式：

（6-4）

汽车驱动力计算公式：

r

i i T F T

g tq t η0=

(N) （6-5）

式中 r ——汽车行驶时的滚动半径,r=；

n ——发动机曲轴转速（r/min ）； g i ——汽车变速器各挡传动比； T η—— 传动系效率，T η=%； 0i ——汽车主减速器传动比。 各档驱动力的计算结果见表6-3。

汽车驱动力-行驶阻力平衡图及最高车速的确定 汽车稳速行驶时驱动力、行驶阻力平衡。即：

w f t F F F += (N)

（6-6）

驱动力行驶阻力平衡图见图6-1。

图6-1 汽车驱动力-行驶阻力平衡图

行驶阻力曲线(Ff+Fw-Ua)与四档驱动力曲线(Ft Ⅳ-Ua)的交点所对应的车速即为汽车的最高行驶车速。由图4-1知汽车的最高车速为：109km/h 。设计误差为：

%100105

105

109⨯-=%≦5%，因此满足要求。 汽车加速能力计算 1）加速度的计算

)]([1w f F F Ft m

dt du a +-==

δ （6-7） 式中 a ——汽车各挡加速度)s /m (2；

δ——汽车旋转质量转换系数； t F ——驱动力（N ）； W F ——风阻力（N ）； m ——汽车质量（kg ）。 并有：

2211δδδ++=g i （6-8）

式中 g i ——变速器的速比

1δ——1δ=2

2

01r

i I m T

f η，其中f I 为飞轮转动惯量，1δ=； 2δ——2δ=

2

1r

I m w

∑，其中w I 为车轮转动惯量，2δ=。 计算结果如表6-4。

表6-4 汽车旋转质量换算系数

将表6-4数值带入式6-7中便可求出汽车各档下的加速度，所得结果见表6-5和图6-2。

表6-5 汽车各档加速度

图6-2 汽车各档加速度曲线

2）加速时间

由运动学知道 加速时间

A du a t u u ==

⎰2

1

1

(s) (6-9) 式中 t ——加速时间（s ）；

A ——曲线（1/a-Ua ）下两个速度区间的面积。

加速时间t 可以图解积分法求的。其具体方法为：将曲线（a-Ua ）转化为

曲线（1/a-Ua），然后即可得某速度区间的加速时间t，且有t=A。

加速度的倒数(1/a）的计算结果见表6-6。

表6-6 汽车各档的加速度倒数

绘制加速度倒数曲线，见图6-3。

图6-3 汽车各档加速度倒数曲线

由图解法可知本车0-60km/h 换挡加速时间为44s 。易知GD6350的加速性能欠佳。

汽车的最大爬坡度计算

汽车的最大爬坡度计算公式：

G

F F F w f t )

(arcsin

+-=α (6-10)

式中 α——坡度角（°）。

max max tan α=i （6-11）

式中 max i ——汽车的最大爬坡度。

根据汽车的“驱动力-行驶阻力平衡图”（即图6-1）易知，在最低档时汽车获得最大爬坡度（角）。此时：

14250

0836

.24033476.3968arcsin

max -=α=°

所得max α值基本符合°的设计要求。

所以，max i =°=%。

汽车经济性指标计算

汽车百公里油耗曲线及经济车速的确定 发动机燃油消耗率拟合公式：

4

4332210e e e e e P B P B P B P B B g ++++= （6-12）

式中个参数参见表6-7。

表6-7

)76140

3600(13

a

D a T e Au C Gfu P +=η （6-13）

g

u g P Q a e

e s ρ02.1=

（6-14）

式中 s Q ——汽车百公里燃消耗量（1)100(-•km L ）； ρ——燃油的密度（kg/L ）；

g ——重力加速度（2/s m ），g =102/s m ，L N g /0.7=ρ。 已知公式：0

377

.0i i rn

u g a =，将e P 、e g 、a u 带入公式6-14可得表6-8。 表6-8