汽车动力性计算

序号：2-34 汽车理论课程设计说明书

题目：汽车动力性计算

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1.题目要求 (1)

2.计算步骤 (1)

3.结论 (6)

4.心得体会 (6)

5.参考资料 (7)

1.题目要求

确定一轻型货车的动力性能（5挡）：

1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线；

2）绘制驱动力---行驶阻力平衡图；

3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上（横坐标）； 4）绘制动力特性图；

5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线；

6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间（加速区间（初速度和末速度）按照国家标准GB/T 12543－2009规定选取，并且在说明书中具体说明选取；

7）列表表示最高挡和次高挡在20整数倍车速的参数值； 8）对动力性进行总体评价。

轻型货车的有关数据：

汽油发动机使用外特性的T tq -n 曲线的拟合公式为

T tq = -19.313+295.27(1000n ) - 165.44(1000n )2 + 40.87(1000

n

)3 -

3.8445(1000

n )4

式中，T tq 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速m in n =600r/min ，最高转速m ax n =4000r/min 总质量 m =3880kg 车轮半径 r =0.367m 滚动阻力系数 f =0.011 机械效率 ηT =0.85 空气阻力系数 迎风面积 A C D =2.77 2m 主减速器传动比 0i =5.62 飞轮转动惯量 f I =0.24kg.m 2 变速器传动比 g i （数据见下表）

质心至前轴距离（满载） a=1.947m 质心高（满载） g h =0.9m

2. 计算步骤

1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制P e -n 和T tq -n 曲线：

由所给发动机使用外特性曲线拟合公式，将两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：

20004000

100120140

160

180

n / (r/min)

T t q

/ (N m )

500

10001500250030003500P e

/ (k W )

图1 发动机外特性中的功率与转矩曲线

2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图：

根据公式 0tq g T

t T i i F r

=η在MATLAB 里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所

示。

02000

40006000

8000

10000

12000

14000

U a /(km/h)

F /N

图2 驱动力-行驶阻力平衡图

3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图：

发动机的负荷率由公式N=

t

w

f F F F +求得，则在MATLAB 里获取汽车等速行驶

时发动机负荷率图如图3所示。

00.10.20.30.40.50.6

0.70.80.91U a /(km/h)

负荷率

图3汽车等速行驶时发动机负荷率图

4）绘制动力特性图：

汽车的动力因数由公式D= G

F F w

-t ,则在MATLAB 里获取的动力特性图如图4所示。

0.050.10.150.2

0.250.30.350.4U a /(km/h)

D

图4 汽车动力特性图

5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线:

由汽车行驶方程,在MATLAB 里获取加速度曲线如图5所示。

10

20

30

40

506070

80

90

100

00.5

1

1.5

2

2.5

3

U a /(km/h)

a /(m .s -2)

图5 加速度曲线图

由汽车行驶方程,在MATLAB 里获取加速度倒数曲线如图6所示。

10

20

30

405060

70

80

90

1234

56

789

10U a /(km/h)

1/a /(s 2m )

图6 加速度倒数曲线

6) 绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和直接挡加速时间, 所得到的三条曲线如图7所示。

51015

2025303540

0102030405060708090t /s

U a

/k m /h

图7 汽车加速时间曲线

7) 列表表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值：

3．结论

u：

1)汽车的最高车速

a

m ax

最高车速是指在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶车速，根据一般载货车辆最高速度一般要求为100km/h，而该车最高车速在100km/h左右，因此判断

该车满足对最高车速的要求。

2）汽车的加速时间t ：

汽车的加速时间表示汽车的加速能力，常用原地起步加速时间和超速加速时间表示。对于最高车速m ax u a 小于等于1OOkm/h 的汽车，一般加速时间在50s 左右，该车加速时间为40s 因此满足汽车对加速能力的要求。 3）汽车能爬上的最大坡度m ax a i ：

汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示的。因轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样，通常要求货车在30%，即16.7o左右。根据i f +=D ,和动力特性图得，一挡最大动力因数在0.34左右，所以i 在0.329左右，可见该车满足对爬坡能力的要求。 4）比功率：

比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比，根据一般载货车辆比功率约为10kw/t,由比功率计算公式得该车比功率约为15.98kw/t 。可见该车满足要求。

5) 通过与现有车型以及经验数据的动力性能参数比较，可以看出本题目的货车的动力性能合格，结构参数合格，能基本满足使用要求。

4.心得体会

首先，通过此次课程设计让我对汽车理论的部分内容重新学习一次，对学过的知识有了进一步的掌握；其次本次课程设计让我接触到了一门新的软件MATLAB ，通过对MATLAB 的学习，初步掌握了简单的命令及简单程序的编写和调试；最后，感谢老师给我时间上的调整，让我有充裕的时间完成此次课程设计.

5.参考资料

［1］ 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，1989. [2] 朱元泽. MATLAB 实用教程 江苏大学出版社

(完整版)纯电动汽车动力性计算公式

XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα

所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。 车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：

1简述汽车动力性及其评价指标

1.简述汽车动力性及其评价指标 2.汽车行驶阻力是怎样形成的？ 3.滚动阻力系数 4.影响滚动阻力系数的因素有哪些？ 5.柏油或水泥路面经使用后，滚动阻力系数增加而附着系数下降，请说 明其原因。 6.汽车旋转质量换算系数 7.简述汽车旋转质量换算系数的物理意义 8.汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？ 9.汽车空气阻力是怎样形成的？ 10.汽车空气阻力由哪几部分组成？ 11.附着力 12.附着系数 13.影响附着系数的因素是什么？ 14.什么是道路阻力系数ψ，请写出它的表达式。 15.什么是汽车的驱动力，请写出它的表达式。 16.什么是汽车的加速阻力，请写出它的表达式。 17.什么是发动机工况的稳定性？ 18.滚动阻力如何产生的？它是作用在汽车（轮胎）的切向力吗？ 19.迟滞损失 20.滚动阻力偶与滚动阻力系数的关系。 21.滚动阻力是否是作用在汽车轮胎圆周上的切向力？为什么？ 22.能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？

23.用受力图分析汽车从动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推 导切向力方程式。 24.用受力图分析汽车驱动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推 导切向力方程式。 25.作用在汽车上的是滚动阻力偶矩，但是在汽车行驶方程式中出现的却 是滚动阻力，请论述之。 26.从理论力学力系（力偶矩）平衡和汽车工程两个角度，分析汽车行驶 方程式中各项的意义和使用（适用）条件。 27.分析驱动－附着条件公式的地面法向反作用力与道路条件的关系。 28.利用驱动－附着条件原理分析不同汽车驱动型式的适用条件。 29.试从物理和力学意义分析汽车行驶方程式中的各个力。 30.汽车旋转质量换算系数及加速阻力的力学和工程意义。 31.叙述地面法向力的合力偏离轮胎与地面接触印迹中心的原因。 32.请说明汽车最高车速与汽车实际行驶中遇到的最高车速是否一致，为 什么？ 33.汽车用户说明书上给出的最高车速是如何确定的？ 34.驱动力Ft是否为真正作用在汽车上驱动汽车前进的（反）作用力， 请说明理由。 35.如何确定汽车样车的最高车速？在汽车设计和改装车设计阶段如何 确定汽车最高车速？ 36.用作图法或数值计算法确定的汽车最高车速是一个固定值，而汽车 （例如样车）的最高车速却是一个平均值，为什么？ 37.汽车的驱动力图 38.汽车的驱动力图是如何制作的？

电动汽车动力性能分析与计算

电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。 电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力 电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有： 电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦

损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡 电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式： 以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得： 或 由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得： 式中PM为电动机的输出功率。 用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。

纯电动汽车动力性计算公式

纯电动汽车动力性计算公式

XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα

kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）

汽车动力性设计计算公式

汽车动力性设计计算公式 动力性计算公式 变速器各档的速度特性： 0 377 .0i i n r u gi e k ai ??= （ km/h ） ......(1) 其中：k r 为车轮滚动半径，m; 由经验公式：?? ? ???-+=)1(20254.0λb d r k (m) d----轮辋直径，in b----轮胎断面宽度，in λ---轮胎变形系数 e n 为发动机转速，r/min ；0i 为后桥主减速速比； gi i 为变速箱各档速比，)...2,1(p i i =，p 为档位数，（以下同）。 各档牵引力 汽车的牵引力： 错误!未指定书签。 t k gi a tq a ti r i i u T u F η???= )()( （ N ） (2) 其中：)(a tq u T 为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N ?m ；t η为传动效率。 汽车的空气阻力： 15 .212 a d w u A C F ??= （ N ） (3) 其中：d C 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积，m 2。 汽车的滚动阻力： f G F a f ?= （ N ） (4)

其中：a G ＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和r F ： w f r F F F += （ N ） (5) 注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图 各档功率计算 汽车的发动机功率： 9549 )()(e a tq a ei n u T u P ?= （kw ） (6) 其中： )(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。 汽车的阻力功率： t a w f r u F F P η3600)(+= （kw ） (7) 各档动力因子计算 a w a ti a i G F u F u D -= )()( (8) 各档额定车速按下式计算 .377 .0i i n r u i g c e k i c a = （km/h ） (9) 其中：c e n 为发动机的最高转速； )(a i u D 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下的动力因子。 对各档在[0，i c a u .]内寻找a u 使得)(a i u D 达到最大，即为各档的最大动力因子m ax .i D 注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线 最高车速计算 当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高。 根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程

AVL Cruise整车性能计算分析流程与规范

AVL-Cruise计算分析整车性能的流程与规范 1 模型的构建要求 1.1 整车动力性、经济性计算分析参数的获取 收集和整理关于该车的整车配置组件参数数据。主要包括发动机动力性、经济性参数；变速箱档位速比参数；后桥主减速比参数；轮胎参数；整车参数等。具体参数项目见附录1。 1.2 各配置组件建模 1.2.1 启动软件 在桌面或程序中双击AVL-Cruise快捷图标，进入到AVL-Cruise用户界面， 点击下图所示工具图标，进入模型创建窗口。 进入模型创建窗口

1.2.2 建立整车参数模型 进入模型创建窗口后，将鼠标选中Vehicle Model，鼠标左键点击整车图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示： 双击整车图标后打开整车参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据： Author：此处填写计算者,不能用中文，可以用汉语拼音和英文，该软件所有填写参数处均不能出现中文。

Comment ：此处填写分析的车型号。 Notice1、Notice2、Notice3：此处填写分析者认为需要注意的事项，比如特殊发动机型号等，没有可 以不填。 1.2.2.1 整车参数数据填写规则 进入模型创建窗口后，将鼠标选中Engine Model ，鼠标左键点击发动机图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示： 作者名称、注解说明，可以不填 注解说明，可以不填 油箱容积 内外温差：0 试验台架支点高度：100 内外压差：0 牵引点到前轴距离 轴距 空载、半载、满载下整车重心到前轴中心距离、重心高度、鞍点高度、前轮充气压力、后轮充气压力 整备质量 整车总重 迎风面积 风阻系数 前轮举升系数 后轮举升系数

汽车车架的动力分析计算

重型运输车车架的动力学分析 摘要:本文采用有限元方法对重型运输车车架进行了动力学分析。通过对改变车架纵梁厚度、横梁壁厚、横梁外径和局部加强的分析计算，研究了车架结构与其固有频率及其振型的关系，为解决车架结构的动力学问题和结构的改进提供了一定的依据。 关键词：有限元方法，车架，固有频率，动力学分析 1 引言 车辆是运输机械，其工作过程总是受到随时间变化的载荷作用。当动载荷很小时，可忽略不计，只需进行静态分析。若所受动载荷较大，或者虽然不大但作用力的频率与结构的某一固有频率接近时，都可能引起结构共振，从而引起很高的动应力，造成强度破坏或产生不允许的变形，破坏车辆的性能，因此必须对车辆的结构进行动态分析。以往，研究车辆的振动是在样车研制出来以后，测量车辆在各种路面及车速下的加速度和振动频率，这种方法显然存在一定的设计风险。因此有必要针对其结构形式和结构特点，用动态分析的方法求出整车的动态特性模型及参数，并通过已有的试验结果予以验证，从而预估车辆的动态特性响应。本文应用有限元方法对运输车的车架进行动力学分析，分析采用先进的有限元分析软件ANSYS完成。 2 有限元模型的建立 以往车架结构的有限元分析大多采用梁单元模型，其优点在于建模简单、单元数目少、计算速度快，适合于对结构的初选方案进行分析对比。但将梁单元用于整车的结构分析时，存在下列问题： ①无法解决应力集中问题，尤其是在纵梁与横梁连接处的应力集中，这是由于梁单元在离散车架结构时，将纵梁与横梁连接处处理为一个节点，不能真实反映车架纵梁与横梁连接处的几何形状。 ②对于复杂的梁，其截面特性无法确定，因此计算精度差。 该运输车的底盘采用双横臂双扭杆独立悬架(带液力减振器)、宽断面越野低压可充放气轮胎、大断面Z型底盘大梁(两根大梁间用数根管状横梁相连)，底盘自重大、整车载荷分布均匀。根据这一结构，车架模型中大梁与横梁支座采用三维壳单元SHELL63，扭杆和横臂等采用梁单元BEAM4，横梁采用管单元PIPE16。此外，由于整个车架的结构复杂，在建立模型时根据具体结构情况进行了以下简化： ①略去承受载荷比较小、对结构变形影响很小的部件，如储气筒等。 ②对部分部件进行简化，如悬挂支座和扭杆固定端支座由于结构复杂，对其采用板单元进行简化。 ③将一些节点的自由度进行耦合，如将横梁支座与大量的螺栓连接处的自由度进行耦合。 ④把发动机、液力变矩器、变速箱等部件简化为其支点上的集中质量与转动惯量。 经过以上简化处理，建立有限元结构模型如图1所示。

坦克动力性计算与分析

坦克动力性计算与分析 姓名：刘XX 班级：0313XXXX 学号：112013XXXX 指导老师：胡XX 学院：机械与车辆学院 2016年5月2日星期一

已知 一、已知条件： 1.发动机外特性 表1 发动机的外特性数据 排气装置的功率损失在合理的范围内自己选取。 2.传动简图：齿轮啮合次数4-6次。（自己选取）。 3.各挡传动比：前传动比：i q=0.68； 变速箱传动比：i b1=8.353 i b2=4.583 i b3=3.213 i b4=2.245 i b5=1.595 i b6=1； 侧传动传动比：i c=5.387。 4.车重：战斗全重时质量M=50吨。 5.履带中心距：B=2.79m 主动轮半径：r z=0.318m。 6.主离合器的储备系数为β=2.0。 7.坦克高（地面至炮塔顶）：2.19m 空气阻力系数：C D=0.5。 8.各挡 9.二挡最大扭矩 点的转速，并假设起步挡离合器分离时的质量增加系数为1.2。 不考虑其他挡位的加速第一阶段。 10.液力变矩器

二、作业要求 1、根据已知条件绘制发动机的外特性曲线。 2、根据已知条件做出该坦克纯机械挡动力特性曲线。 3、绘制该坦克的1/a-v曲线，并根据在良好路面上0~32km的加速时间对其加速性做出评价。 4、将该坦克传动方案改为液力传动方案并完成液力传动动力特性曲线。 5、将该坦克传动方案改为机电复合传动方案并完成机电复合传动动力特性曲线。电机的参数自行选择，电机安装方案自行选择，电机功率200kW。 计算过程 发动机外特性曲线 根据已知选取的发动机外特性的工作点，可以做出发动机的外特新曲线。如下图所示（matlab 作图，程序见附件1、2） 其中图一为未拟合的图线，图二为经过圆滑拟合的曲线

汽车的动力性设计计算公式

汽车动力性设计计算公式 3.1 动力性计算公式 3.1.1 变速器各档的速度特性： 377.0i i n r u gi e k ai ??= （ km/h ） (1) 其中：k r 为车轮滚动半径，m; 由经验公式：?? ? ???-+=)1(20254.0λb d r k (m) d----轮辋直径，in b----轮胎断面宽度，in λ---轮胎变形系数 e n 为发动机转速，r/min ；0i 为后桥主减速速比； gi i 为变速箱各档速比，)...2,1(p i i =，p 为档位数，（以下同）。 3.1.2 各档牵引力 汽车的牵引力： 错误！未指定书签。 t k gi a tq a ti r i i u T u F η???= )()( （ N ） (2) 其中：)(a tq u T 为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N ?m ；t η为传动效率。 汽车的空气阻力： 15 .212 a d w u A C F ??= （ N ） (3) 其中：d C 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积，m 2。 汽车的滚动阻力：

f G F a f ?= （ N ） ......(4) 其中：a G ＝m g 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和r F ： w f r F F F += （ N ） (5) 注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图 3.1.3 各档功率计算 汽车的发动机功率： 9549 )()(e a tq a ei n u T u P ?= （kw ） (6) 其中： )(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。 汽车的阻力功率： t a w f r u F F P η3600)(+= （kw ） (7) 3.1.4 各档动力因子计算 a w a ti a i G F u F u D -= )()( (8) 各档额定车速按下式计算 .377 .0i i n r u i g c e k i c a = （km/h ） (9) 其中：c e n 为发动机的最高转速； )(a i u D 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下的动力因子。 对各档在[0，i c a u .]内寻找a u 使得)(a i u D 达到最大，即为各档的最大动力因子m ax .i D 注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线

改善汽车空气动力性能的措施浅析(精)

?毛毳学号：110010156改善汽车空气动力学性能的措施浅析 汽车具有良好的空气动力学性能有利于提高汽车的动力性、燃油经济性，有利于改善汽车的操纵性和行驶的稳定性，进而提高汽车的安全性，有利于改善乘座舒适性。随着汽车设计制造技术的进步和对汽车性能的要求越来越高，汽车的空气动力学性能已成为汽车车身设计所必须考虑的重要内容。 车前部的影响 车头造型对空气动力学性能的影响因素很多，车头边角、车头形状、车头高度、发动机罩与前风窗造型、前凸起唇及前保险杠的形状与位置、进气口大小、格栅形状等。 车头边角主要是车头上缘边角和横向两侧边角，对于非流线形车头，存在一定程度的尖锐边角会产生有利于减少气动阻力的车头负压区；车头横向边角倒圆角，也有利于产生减小气动阻力的车头负压区, 圆角与阻力的关系r /b=O.045就可以保持空气流动的连续；整体弧面车头比车头边角倒圆气动阻力小。车头头缘位置较低的下凸型车头气动阻力系数最小；但不是越低越好，因为低到一定程度后，车头阻力系数不再变化，车头头缘的最大离地间隙越小，则引起的气动升力越小，甚至可以产生负升力。增加下缘凸起唇后，气动阻力变小，减小的程度与唇的位置有关。 发动机罩与前风窗的设计可以改变再附着点的位置，从而影响气动特性（如图1）。发动机罩的纵向曲率越小（目前大多数采用的纵向曲率为0.02 /m）,气动阻力越小；发动机罩的横向曲率也有利于减 小气动阻力。发动机罩有适当的斜度（与水平面的夹角）对降低气动阻力有利，但如果斜度进一步加大对降阻效果不明显。风窗玻璃纵向曲率越大越好，但不宜过大，否则导致视觉失真、刮雨器的刮扫效果变 差；前风窗玻璃的横向曲率也有利于减小气动阻力；前风窗玻璃的斜度（与垂直面的夹角）小于30。时，降阻效果不明显，但过大的斜度, 使视觉效果和舒适性降低；前风窗斜度等于48。时，发动机罩与前风窗凹处会出现一个明显的压力降，因而造型时应避免这个角度；前风挡玻璃的倾斜角度（与垂直面的夹角）越大，气动升力系数略有增加。发动机罩与前风窗的夹角与结合部位的细部结构对气流也有重要的影响。 汽车前端形状的对汽车的空气动力学性能也有重要的影响。前凸且高 不仅会产生较大的空气阻力而且还将会在车头上部形成较大的局部负升力区。具有较大倾斜角度的车头可以达到减小气动升力乃至产生负升力的效果。

汽车动力性、经济型分析

整车经济性、动力性分析 栾焕明 （哈尔滨航空工业集团动力研发） 摘 要：通过AVL CRUISE的仿真计算，优化速比，在保证整车动力性的前提下，提高整车 经济性。通过仿真选优，提出了优化方案，并由试验进行验证。 关键词：速比；优化 主要软件：AVL CRUISE 汽车经济性、动力性的分析： 汽车经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行 驶的里程来衡量。 汽车动力性的评定，通过分析汽车的驱动力和行驶阻力（牵引力）、车速与发动机转矩、变 速器速比和主减速比、车速与发动机扭矩和转速之间的关系，以便尽量拓展车速范围和增大牵 引力，最大限度的发挥动力总成的性能，满足复杂多变的使用条件。 1.整车主要参数及动力性指标： 1.1 整车主要尺寸与质量参数： 整车长度（mm） 3745 前轮轮距（mm） 1300 整车宽度（mm） 1505 后轮轮距（mm） 1310 整车高度（mm） 1925 车轮滚动半径（mm） 273 轴距（mm）最大总质量（kg） 1610 1.2 整车主要动力性指标： a. 最高车速不小于130km/h; b. 最大爬坡度不小于32%; c. 直接档最低稳定车速不大于25 km/h; 2. 471发动机及变速器的主要技术参数 2.1发动机的特性： 转速（r/min） 扭矩（N·m） 功率（kW） 1500 90.82 14.26 2000 94.89 19.87 2500 97.87 25.62 3000 104.35 32.78

3500 106.72 39.12 4000 104.22 43.66 4500 101.77 47.96 5000 99.45 52.07 5400 97.21 54.97 2.2 变速器1主要技术参数： 主减速器传动比 i 0=5.125/4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档 位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传 动 比 i 1=3.652 i 2=1.948 i 3=1.424 i 4=1.000 I 5=0.795 2.3 变速器2主要技术参数： 主减速器传动比 i 0=4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档 位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传 动 比 i 1=4.424 i 2=2.722 i 3=1.792 i 4=1.226 I 5=1

汽车动力性计算

序号：2-34 汽车理论课程设计说明书 题目：汽车动力性计算 班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师：

目录 1.题目要求 (1) 2.计算步骤 (1) 3.结论 (6) 4.心得体会 (6) 5.参考资料 (7)

1.题目要求 确定一轻型货车的动力性能（5挡）： 1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线； 2）绘制驱动力---行驶阻力平衡图； 3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上（横坐标）； 4）绘制动力特性图； 5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线； 6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间（加速区间（初速度和末速度）按照国家标准GB/T 12543－2009规定选取，并且在说明书中具体说明选取； 7）列表表示最高挡和次高挡在20整数倍车速的参数值； 8）对动力性进行总体评价。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的T tq -n 曲线的拟合公式为 T tq = -19.313+295.27(1000n ) - 165.44(1000n )2 + 40.87(1000n )3 - 3.8445(1000 n )4 式中，T tq 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速min n =600r/min ，最高转速max n =4000r/min 总质量 m =3880kg 车轮半径 r =0.367m 滚动阻力系数 f =0.011 机械效率 ηT =0.85 空气阻力系数 迎风面积 A C D =2.77 2m 主减速器传动比 0i =5.62 飞轮转动惯量 f I =0.24kg.m 2 变速器传动比 g i （数据见下表） 质心至前轴距离（满载） a=1.947m 质心高（满载） g h =0.9m 2. 计算步骤 1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制P e -n 和T tq -n 曲线： 由所给发动机使用外特性曲线拟合公式，将两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：

汽车理论1课程设计__汽车动力性匹配计算的研究.

汽车理论课程设计 汽车动力性匹配计算的研究 姓名： 专业班级： 学号： 指导老师： 时间： 摘要 应用 MATLAB 进行汽车动力性匹配计算，首先求解出发动机与液力变矩器共同工作的输入输出特性，然后绘制出汽车的驱动力-行驶阻力平衡图，最后得出汽车的动力性参数，从而实现了汽车动力性匹配计算、分析及绘图的自动化，提高了设计效率和精度。 关键词：汽车动力性；匹配；MATLAB Abstract MATLAB was applied to matching calculation of the automotive dynamic performance. At fi rst, the input and output characteristics while the engine operates together with hydraulic torque converter were solved, and then the balancing diagram of automotive driving force and advancing resistance were plotted, fi nally the dynamic performance parameters were obtained. Thereby the automated calculation, analysis and

plotting for matching of the automotive dynamic performance were achieved, which promoted the design effi ciency and precision. Key Words：dynamic performance; matching; MATLAB 序言 矿用汽车运行工况比较复杂，路况比较恶劣，具有载重大、速度低的特点；因此，要求汽车动力系统在汽车较低速度下能输出较大的转矩。其中，发动机与液力变矩器的匹配计算是整个地下汽车动力系统设计的关键和难点。发动机与液力变矩器的合理匹配，能使汽车在较低速度下输出较大的转矩，从而获得较好的动力性和燃油经济性。在此基础上再进行合理的挡位选择，绘出汽车在不同挡位下的驱动力-行驶阻力平衡图，最后得出汽车的最高速度、加速度和最大爬坡度等反映汽车动力性的参数，从而对汽车动力性进行评定[1]。传统的匹配计算主要是作图法和解析法，其共同缺点是工作量大，计算误差大。利用 MATLAB设计相关匹配计算程序[2]，可以方便、精确地完成各种匹配计算，从而快速地对匹配方案进行筛选。 一、程序结构设计 按照流程，程序主要包括发动机外特性曲线的拟合、发动机与液力变矩器的匹配计算以及汽车动力性计算这 3 个模块[3]。 二、发动机外特性曲线的拟合 发动机外特性曲线是进行发动机与液力变矩器匹配计算的基础，通过发动机台架试验获得，常用 Me =Me(ne 或 Ne = Ne(ne 曲线表示。本文选用 Me = Me(ne 曲线来表示。用数值方法计算时，需要将没有函数关系的发动机外特性曲线以拟合的方式用解析式表示，以便求解发动机外特性曲线与变矩器输入特性曲线的交点，即二者共同工作点。已知发动机外特性曲线的若干离散点，采用最小二乘法拟合发动机外特性曲线的解析式，可以通过调整拟合阶次来控制曲线拟合的精度[4]。

汽车动力性分析

某中型货车的有关参数如下： 总质量m=9300Kg 车轮滚动半径r=0.49m 传动系机械效率直接挡η=0.9 其余各档η=0.85 滚动阻力f=0.015 空气阻力因数CdA=3㎡ 主减速器传动比 io=6.33 变速器传动比及相应档位的旋转质量换算系数： 要求（允许利用计算机计算）： （1）计算并绘制驱动力与行驶阻力平衡图，求出最高车速和最大爬坡度。（2）计算并绘制行驶加速度曲线。 （3）计算并绘制动力特性图，确定最高车速和最大爬坡度。 （4）计算并绘制功率平衡图，确定最高车速和最大爬坡度。

解：计算该汽车在各档位的不同转速下的速度v ，Ff，Fw，Ft，dv/dt,驱动功率Pt，空气阻力损失的功率Pw，Pf以及行驶阻力及其功率 （Ff+Fw），（Pf+Pw），及动力因数D的数值并绘制成如下的表格：

（1）根据上述表格中的Ft，Ff+Fw及v绘制：驱动力—行驶阻力平衡图如下： . 式 (Ft4 由图上图可知： ) 式

解由 和 联立的方程组得汽车的最高车速为： Vmax=x=73.9㎞/h 分析知当汽车在一档时汽车用来爬坡的驱动力最大 对方程 求导并令 y’=0 解方程得：v=x=8.95㎞/h 从而Ft max=y=12950.12N 此时Ff+Fw=1406.36N 所以由力的平衡公式：G sinαmax =Ft-（Fw+Ff） 得sinαmax =0.12413 汽车的最大爬坡度为：αmax =7.13° 故汽车的最高车速和最大爬坡度分别为： Vmax=x=73.9㎞/h αmax=7.13°

（2）根据上述表格中的v和dv/dt绘制行驶加速度曲线下图

纯电动汽车整车动力性试验

纯电动汽车整车动力性试验 纯电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，电动机输出功率，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力消耗的功率。与燃油汽车一样，纯电动汽车的动力性也可以用最高车速、加速性能和最大爬坡度来进行描述，但是与燃油汽车不同的是，电动机存在不同的工作制，如1min工作制、30min工作制等，即存在连续功率、小时功率和瞬时功率，因此在描述或评价电动汽车的动力性时要做说明。 电动汽车动力性能的试验标准按GB/T 18385-2001《电动汽车动力性能试验方法》进行。测试的内容包括：最高车速、加速性能、最大爬坡度等评价指标。测试设备有五轮仪，现在国际上普遍采用的是非接触式传感器；记录和分析设备有日本小野、德国DA-TRON、瑞士KISTLER等公司的产品。 1．道路条件 1)一般条件 试验应该在干燥的直线跑道或环形跑道上进行。路面应坚硬、平整、干净且要有良好的附着系数。 2)直线跑道 测量区的长度至少1000m。加速区应足够长，以便在进入测量区前200m内达到稳定的最高车速。测量区和加速区的后200m的纵向坡度均不超过0.5%。加速区的纵向坡度不超过4%。测量区的横向坡度不超过3%。为了减少试验误差，试验应在试验跑道的两个方向上进行，尽量使用相同的路径。 3)环形跑道 环形跑道的长度应至少1000m。环形跑道与完整的圆形不同，它由直线部分和近似环形的部分相接而成。弯道的曲率半径应不小于200m。测量区的纵向坡度不超过0.5%。为计算车速，行驶里程应为车辆被计时所驶过的里程。 如果由于试验路面布置特点的原因，车辆不可能在两个方向达到最高车速，允许只在一个方向进行测量，但应该满足以下条件： (1)试验跑道应满足要求； (2)测量区内任何两点的高度差不能超过1m； (3)试验应尽快重复进行两次； (4)风速与试验道路平行方向的风速分量不能超过2m/s。 2．试验车辆准备

汽车动力性计算matlab程序

%% 汽车动力性计算（自己编的动力性计算程序，供大家计算动力性时参考，具体参数大家根据所 给程序对应输入，并对坐标轴数值按需要进行修改） clc; clear; close all; %%根据所给发动机数据拟合外特性曲线（发动机数据按照你所得到的数据进行输入） n_test=[500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200]; T_test=[975 1108 1298 1496 1546 1620 1670 1785 1974 1974 1970 1889 1829 1748 1669 1700 1524 1105]; figure(1) plot(n_test,T_test,'g'); hold on grid on %p=polyfit(n_test,T_test,7); p=polyfit(n_test,T_test,2); n=[450:1:2200]; Ttq=polyval(p,n); plot(n,Ttq,'k'); xlabel('发动机转速n(r/min)'); ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)'); title('发动机转矩曲线'); legend('测试曲线','拟合曲线'); %%所给车型动力总成相关参数 ig=[3.07 2.16 1.48 1.0 0.82]; i0=4.0; eta=0.78; r=0.57; M=25000; g=9.8; c=1.5; f0=0.01; f1=0.0002; f4=0.0005; CD=1; A=8;Iw=3.6;If=0.04; %% 发动机外特性曲线图 figure(2) hold on grid on for i=length(n); Pe=Ttq.*n/9550; end [AX,H1,H2]=plotyy(n,Ttq,n,Pe); xlabel('发动机转速n(r/min)'); ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)'); ylabel(AX(2),'发动机功率Pe(Kw)'); title('发动机外特性曲线'); %% 各挡位速度曲线 %计算各挡位车速

汽车动力性匹配分析

131 机械装备研发 Research & Development of Machinery and Equipment 汽车动力性匹配分析 刘国强，童一君 （江铃股份有限公司动力总成开发部，江西 南昌 330001） 摘　要：汽车的最大速度、最大爬坡度和加速性能是判断汽车动力性的重要指标，在开发汽车新产品时，必须对汽车的动力性进行计算和分析。文章介绍了汽车动力性分析方法及其相关应用，供参考。关键词：汽车动力；发动机；传动系数中图分类号：U469.72 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）08-0131-01 ——————————————作者简介： 刘国强（1981—），男，江西南昌人，本科，研究方向： 内燃机。 汽车动力性是指汽车动力总成和传动系匹配后对其行驶阻力相适应的能力，即表示其速度性能、加速性能和爬坡性能。可用最高车速、最大爬坡度和百公里最短加速时间等指标来评价。汽车动力性是汽车重要的性能指标[1]。 1 发动机功率的选择 汽车的动力来自于发动机，只有正确选择动力系统和传动系统才能发挥汽车应有的功能和作用。所以在选择动力系统时要考虑是否有足够的功率或动力来克服汽车的行驶阻力，保证汽车的爬坡性能、速度性能以及加速性能[2]。 在汽车与动力系统进行动力匹配初期，首要条件是要保行驶时的行驶功率（阻力功率）之和。 （1） 在给定汽车车速的总质量以及有关结构参数后，便可以求出发动机功率。为便于比较，常把发动机最大功率与汽车总重力的比值P emax /W 称为汽车的比功率。 2 传动系参数的选择 2.1 小总传动比的选择 汽车大部分时间是以最高档（使用最频繁的档位）行驶的，即用最小传动比的档位行驶，因此最小传动比的选择非常重要。汽车最小总传动比是变速器传动比、主减速器传动比的最小乘积[3-4]。 如图1所示，外特性曲线1、2、3分别对应传动比i a 、i b 和i c ，且i a ＜i b ＜i c 。此时行驶阻力功率曲线与外特性功率曲线2最高点相交，可以看到曲线1在曲线2右边，曲线3在曲线2左边。若选择最小传动比i c ，汽车的后备功率较大动力性能有所加强，但由于发动机的负荷率较低而使经济性相应变差；若选择i a ，汽车的后备功率变小动力性能有所减弱。最终的选定视汽车对经济性能和动力性能的侧重而定。若从动力单方面考虑，应选i c ；若从经济性单方面考虑时，应选i a ；两者兼顾时应选择i b 。2.2 最大传动比的选择 汽车最大传动比是变速器为1档时和传动系统主减的传动比的乘积。主减只有一个传动比（不像变速器有多个传动比），一旦物理结构布置等确定后，主减的传动比就确定了，所以1档的传动比就显得至关重要，因为1 档决定着汽车的 图1 功率平衡图 爬坡能力，所以在确定最大传动比时需要考虑最大爬坡度。最大爬坡度一般不超过50%,通常在20%～40%，使之能够克服较大的陡坡阻力，根据公式计算出变速器1档的传动比。 在确定档位后，通常采用等比级数来进行各档传动比的分配，对于档位为n，中间档为m 的传动比： （2） 采用这种方法可以使汽车发动机的特性更好地与汽车动力性能相匹配，当汽车需要大功率时，可以让发动机经常在大负荷或外特性运转，从而保证了汽车的能力储备，这个储备能力可以保证汽车较大的爬坡能力和较大加速能力，动力总成在换挡时可以更平顺，避免换挡卡滞及其他NVH 等问题。但在实际设计当中不能完全按照以上公式分配传动等比级数，因为会出现两个相邻的档位传动比相差不大，传动能力和效率相差无几，那其中一个档位就形同虚设，费时费力且为空间布置带来困难。因此应结合发动机工作情况进行多种方案的选择确定。 最大传动比确定后，最大功率与重力的比值较小时，可以采用多档位，两个相邻档位的传动比相差不大的设计；最大功率与重力的比值较大时，可以采用少档位，两个相邻的档位传动比可以相差较大的设计。参考文献： [1]古毅.纯电动汽车动力性分析与匹配计算实例研究[J].汽车实用 技术,2017(10):146-148.[2]崔光春.越野汽车动力性、燃油经济性CAE 分析与传动比优化[D]. 南昌:南昌大学,2013.[3]王杏芳,易辉成.基于MATLAB 的汽车动力性匹配计算的研究[J]. 矿山机械,2013,41(5):36-39.[4]董金松.重型载货汽车动力传动系匹配研究[D].吉林:吉林大学, 2006. （收稿日期：2019-4-15）

汽车动力性计算书

集美大学汽车总体布置设计课程设计说明书 学院: 机械工程学院 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 年月日

目录 1.前言 (1) 2.设计任务与目的 (1) 3.设计参数总表 (2) 4.汽车设计动力性能计算 (3) 4.1理论车速计算 (3) 4.2切线牵引力计算 (4) 4.3空气阻力计算 (6) 4.4动力因素计算 (7) 4.5最大地面驱动力计算 (8) 4.6最大爬坡度计算 (9) 5.设计心得与总结 (10) 6.相关附图…………………………………………………………………………

1. 设计任务与目的 汽车的总体设计的好坏对汽车的设计质量，汽车性能和产品的生命力有着决定性的影响。设计计算的目的，是从所需要的性能出发，确定个部分的特性，参数（如发动机功率，变速器各挡传动比，驱动轴传动比，前悬架的垂直刚度，转向系的传动比等），并通过性能预测来检查这些特性参数与整车参数的匹配情况，从而进一步修改这些参数，保证预定的主要性能指标。 同时计算机的出现也使汽车设计方法有了进一步的飞跃，使设计步入了自动化的新阶段。 这次设计即是在计算为基础，辅助运用计算机设计方法，对汽车进行总体设计。 在汽车设计开始阶段应该有一个很好的总体设计，使整车设计有一个统一的目标。在各部件设计阶段，部件与整车之间，部件与部件之间经常会发生各种矛盾，这些就需要总体设计人员从整车的技术合理性和全局出发很好地与以协调，与各个设计人员很好地配合，密切合作，找出完善的解决方法。 汽车总体设计的主要任务是： 1：从技术先进性，生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标，重量和重要尺寸，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求。 2：对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车不仅有足够的装载容量，而且能做到尺寸紧凑，乘坐舒适，重量轻，安全可靠，操作轻便，造型美观。 3：对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能指标实现。 4：正确处理整车与部件，部件与部件之间以及设计，使用与制造之间的矛盾，使产品符合好用，好修，好造和好看的原则。 2. 设计参数总表