動力性計算報告

1、動力性計算報告項目名稱：輕卡項目編制：日期校對：日期審核：日期批準：日期動力性計算報告目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 1、概述1 HYPERLINK l bookmark6 2、計算輸入?yún)?shù)1計算用基本參數(shù)列表12.2參數(shù)取值說明2發(fā)動機外特性曲線2 HYPERLINK l bookmark8 3、某系列車型動力性能分析計算基本方法3驅(qū)動力、行駛阻力及其平衡圖4動力特性圖63.3功率平衡圖6最大爬坡度7加速度曲線及加速時間7 HYPERLINK l bookmark46 4、某車動力性能分析計算8驅(qū)動力、行駛阻力平衡圖8動力特性圖9功率平衡圖9最大爬

2、坡度計算104.5加速度曲線圖10 HYPERLINK l bookmark48 5、某系列車型動力性指標分析及計算結(jié)果11動力性計算報告 1、概述汽車作為一種運輸工具，運輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的動力性動力性是各種性能中最基本、最重要的性能。動力性的好壞，直接影響到汽車在城市和城際公路上的使用情況。因此在新車開發(fā)階段，必須進行動力性計算，以指導(dǎo)設(shè)計方案是否滿足設(shè)計指標和使用要求。下面根據(jù)汽車理論對某系列車型的動力性相關(guān)指標進行計算分析。2、計算輸入?yún)?shù)計算用基本參數(shù)列表計算用參數(shù)列表參數(shù)名稱參數(shù)值發(fā)動機型號變速器型式5檔手動變速器速比一檔5.182二檔2.833三檔1.628四檔1

3、.000五檔0.783倒檔4.794主減速比4.3汽車滿載質(zhì)量4211傳動系統(tǒng)機械效率（）86空氣阻力系數(shù)0.45迎風(fēng)面積（m2）3.2滾動阻力系數(shù)0.02經(jīng)驗公式車輪滾動半徑（m）0.291(185R15LT)燃油重度Y（N/L）7.052.2參數(shù)取值說明1）空氣阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)參考提0.45。2）迎風(fēng)面積根據(jù)車身外表面及各種附件的數(shù)模投影計算迎風(fēng)面積A為：A=3.2m23）傳動系統(tǒng)機械效率傳動系統(tǒng)效率耳T參考提供取為86%。4）滾動阻力系數(shù)f滾動阻力系數(shù)采用推薦的輪胎在良好路面上的滾動阻力系數(shù)經(jīng)驗公式進行計算(u(u4f+f+fJ0J11100J41100J其中：對于HR級輪胎，推薦范

4、圍如下：*0.00810.0098以上，取0.009；0.00120.0025，取0.0018；0.00020.0004以上，取0.0003；對于良好瀝青路面，c=1.2；汽車行駛速度，單位為km/h。2.3發(fā)動機外特性曲線發(fā)動機外特性曲線是發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)矩以及燃油消耗率與發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。在進行動力性能計算時，主要用到發(fā)動機的功率、轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的變化情況。某系列車型采用的發(fā)動機，其主要性能指標如下表所示。發(fā)動機主要性能參數(shù)發(fā)動機型號排量(L)1.5壓縮比9.2:1缸徑X沖程(mmXmm)75X84.8最大功率(kW/(r/min)1105.5最大轉(zhuǎn)矩(Nm/(r/min)21910

5、.95供油方式多點電控燃油噴射轉(zhuǎn)速TECPECFUELCOSP?-.L：lkWB/kWh1000123.1712.9297.681200136.2817.12298.391600188.1531.52354.9：2000218,3645.73368.582400218.1954.84350.02H800219.0664.233o7.663200221.0974.08377.23600219.0682.5S372.134000218.3891.47390.884400203.3993.72376.14800194,297.62378.22j200181.8599.03382.115600174.

6、55102.36398.57圖1發(fā)動機使用外特征性表發(fā)動機的功率、轉(zhuǎn)矩隨發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線通過擬合方式確定，已知條件為功率曲線通過原點，最大功率點，最大轉(zhuǎn)矩點，且最大功率點在功率曲線上的導(dǎo)數(shù)為零，最大轉(zhuǎn)矩點在轉(zhuǎn)矩曲線上的導(dǎo)數(shù)為零。3、某系列車型動力性能分析計算基本方法汽車動力性能計算的主要依據(jù)是汽車的驅(qū)動力和行駛阻力之間的平衡關(guān)系汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡方程為：F=Ff+F+F+F(3-1)tfwij其中：F驅(qū)動力；tFf滾動阻力；F空氣阻力；wF坡道阻力；iFj加速阻力。j對上述驅(qū)動力和行駛阻力的計算方法以及各個曲線的計算方法簡要說明如下驅(qū)動力、行駛阻力及其平衡圖在發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性、

7、傳動系統(tǒng)傳動比及效率、車輪半徑、空氣阻力系數(shù)、迎風(fēng)面積以及汽車的質(zhì)量等確定后，便可確定汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡關(guān)系。驅(qū)動力rryTii耳3-2)F二tqg0Ttrd其中：T發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為Nm；tqig變速器某前進檔速比；gi主減速器速比；0耳T動力傳動系統(tǒng)機械效率；r車輪滾動半徑，單位為m。d滾動阻力3-3)其中：F=mgfCOSam汽車計算載荷工況下的質(zhì)量，單位為kg；g重力加速度，單位為m/s2；f滾動阻力系數(shù)；a道路坡角，單位為rad?？諝庾枇2F=CAa(34)wD21.15(34)其中：CD空氣阻力系數(shù)；迎風(fēng)面積，單位為m2；汽車行駛速度，單位為km/h。坡道阻力3-5)

8、f=mgsmai其中：計算載荷工況下汽車的質(zhì)量，單位為kg；重力加速度，單位為m/s2；道路坡角，單位為rad。加速阻力3-6)duF=5majdt其中：旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；計算載荷工況下汽車的質(zhì)量，單位為kg；du肅汽車行駛加速度，單位為m/s2。在進行動力性初步計算時，由于不知道汽車飛輪、輪胎等旋轉(zhuǎn)部件準確的轉(zhuǎn)動慣量數(shù)值，對于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)5，通常根據(jù)下述經(jīng)驗公式進行計算確定：5=1+5+5i2(37)2g其中：510.030.05，取0.04；變速器某前進檔速比。0.030.05，取0.04；ig在進行不同檔位的驅(qū)動力和阻力計算時，還需要知道汽車速度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：rnu二0.3

9、77aii（3-8）go其中：ua汽車行駛速度，單位為km/h；n發(fā)動機轉(zhuǎn)速，單位為r/min；i0主減速器傳動比；ig變速器某前進檔速比；rd車輪的滾動半徑，單位為m。根據(jù)上述公式，我們還可以方便地計算出汽車在任意發(fā)動機轉(zhuǎn)速、檔位下的驅(qū)動力、行駛阻力，進而可以繪制出汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡圖。汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡圖形象地表明了汽車行駛時的受力情況和平衡關(guān)系。由此可以確定汽車的動力性。在驅(qū)動力行駛阻力平衡圖中，求出驅(qū)動力和行駛阻力曲線的交點，曲線交點處對應(yīng)的最大速度值即為汽車的最高車速。3.2動力特性圖動力因數(shù)為F-FD二一twmg（3-9）其中：D各前進檔動力因數(shù)。其它各個參數(shù)的意義和單

10、位同上述說明。利用公式（3-9）結(jié)合前面公式就可以計算出汽車各個前進檔位下的動力因數(shù)值，進而可以繪制出動力特性圖。3.3功率平衡圖在汽車的行駛方程式的基礎(chǔ)上，在公式兩端同時乘以車輛速度ua，經(jīng)過單a位換算、整理就可以得到汽車的功率平衡方程式：1mgfcos(a)umgsin(a)uCAu36muduP=(a+a+Da+a4)n36003600761403600dt(3-10)T其中：P發(fā)動機功率，單位為kW。其它各個參數(shù)的意義和單位同上述說明。利用公式(3-10)就可以計算出汽車行駛功率平衡關(guān)系，并可進一步繪制出功率平衡圖。3.4最大爬坡度根據(jù)汽車的行駛方程式，可以計算汽車的爬坡能力。在計算爬

11、坡度時，認為汽車的驅(qū)動力除了用來克服滾動阻力外，剩余驅(qū)動力都用來克服坡道阻力，即加速阻力F和空氣阻力F為零。jw根據(jù)公式(3-1)可以得到如下公式：F+F=Ffit將公式(3-3)、(3-5)代入上式，就可以得到如下公式mgfcosa+mgsiiU=Ft然后根據(jù)公式i=tga進行轉(zhuǎn)換，這樣就可以計算出最大爬坡度。3.5加速度曲線及加速時間汽車的加速能力可用它在水平良好路面上行駛時能產(chǎn)生的加速度來評價。汽車加速時，驅(qū)動力除了用來克服空氣阻力、滾動阻力以外，主要用來克服加速阻力，此時不考慮坡道阻力F(F=0)。ii根據(jù)公式(3-1)、(3-6)，可以得到如下公式：wduadt所以，加速時間t=$d

12、t=J2du0uaa根據(jù)以上公式，通過數(shù)值積分方法對上式進行積分求解，就可以得到所需要的加速時間。4、某車動力性能分析計算根據(jù)上述已知條件以及相關(guān)的計算理論，通過編程計算，得到某車裝配SFG15T發(fā)動機的動力性能曲線圖及相關(guān)的動力性能指標的計算結(jié)果，計算時狀態(tài)為汽車的滿載工況。4.1驅(qū)動力、行駛阻力平衡圖圖2某車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖（SFG15T）在驅(qū)動力行駛阻力平衡圖中，可以求出驅(qū)動力和行駛阻力曲線的交點，曲線交點處對應(yīng)的最大速度值即為汽車的最高車速約為Umax=140km/h，由圖可知:某車的最高車速出現(xiàn)在5檔，此時的驅(qū)動力約為Ft=2000N。由動力特性圖知，最大動力因數(shù)約為0.34,5檔最大動力因數(shù)約為D0.04。4.3功率平衡圖功率平衡圖Umax2：L03：；:10：1Z：I10:d）IS：1：C圖4某車功率平衡圖（SFG15T）P1-陀P4（pf+piv）m圖4某車配裝發(fā)動機的功率平衡圖。由此圖也可以得出某車的最高車速約為Umax=140km/h，所得結(jié)果與由驅(qū)動力一行駛阻力平衡圖所得結(jié)果一致。4.4最大爬坡度計算rriTii耳由汽車理論知識可得：mgfcosa+mgsina二tqg0rd靶坡度圖5某車爬坡度曲線圖（SFG15T）得出