115S动力性计算报告-200900618

编号:115S-PD-PK-030动力性计算报告项目名称：115S编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:重庆迪科汽车研究有限公司2009年3月目录一、概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------1二、计算输入参数-------------------------------------------------------------------------------------------12.1计算用基本参数列表-------------------------------------------------------------------------------12.2参数取值说明-----------------------------------------------------------------------------------------22.3发动机外特性曲线-----------------------------------------------------------------------------------32.4后桥主传动比的确定-------------------------------------------------------------------------------4三、动力性能分析计算基本方法-------------------------------------------------------------------------53.1驱动力、行驶阻力及其平衡图-------------------------------------------------------------------53.2动力特性图--------------------------------------------------------------------------------------------73.3功率平衡图--------------------------------------------------------------------------------------------83.4爬坡度曲线图-----------------------------------------------------------------------------------------83.5加速度曲线及加速时间----------------------------------------------------------------------------8四、115S动力性能分析计算------------------------------------------------------------------------------94.1搭载CK14型发动机动力性计算------------------------------------------------------------------94.2搭载EQ474型发动机动力性计算---------------------------------------------------------------124.3搭载EQ465型发动机动力性计算---------------------------------------------------------------15五、115S型车动力性指标计算结果及分析----------------------------------------------------------19参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------21动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第1页共21页一、概述汽车作为一种高效率的运输工具，运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。动力性的好坏，直接影响到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段，必须进行动力性计算，以指导设计方案是否满足设计指标和使用要求。动力性计算的主要内容包括以下几项：a)汽车的最高车速Uamax；b)加速时间t；c)最大爬坡度imax。下面根据汽车理论对115S动力性相关指标进行计算分析。二、计算输入参数2.1计算用基本参数列表发动机计算用参数列表见表1表1计算用参数列表参数名称参数值发动机型号CK14EQ474i-30EQ465i-30变速器型式5档手动5档手动5档手动变速器速比一挡4.1014.4253.652二挡2.3042.7221.947三挡1.6751.7921.423四挡1.2261.2261五挡110.795倒挡4.7224.7223.466后桥主减速比41/1143/1143/9满载质量（kg）1585动力传动系统机械效率90％空气阻力系数0.5动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第2页共21页迎风面积（m2）2.65滚动阻力系数经验公式（2-1）车轮滚动半径（m）0.3092.2参数取值说明1）空气阻力系数根据同类车型的比较，初步确定空气阻力系数为0.5。2）迎风面积根据车身外表面及各种附件的数模投影计算出迎风面积A为：A=2.65m23）动力传动系统机械效率根据115S的动力传动系统具体结构，传动系统的机械效率T主要由变速器传动效率1、传动轴万向节传动效率2、主减速器传动效率3等部分组成：321T（1）其中：1=98％；2=97%；3=95%可得：T=98％×97%×95%=90%4）滚动阻力系数f滚动阻力系数采用推荐的轿车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行计算：f＝4410100100aaufuffc（2）其中：对于HR级轮胎（允许最高车速为210km/h的子午线轮胎），推荐范围如下：0f——0.0081～0.0098，取0.009；1f——0.0012～0.0025，取0.002；4f——0.0002～0.0004，取0.0003；c——对于良好沥青路面，c=1.2；au——汽车行驶速度，单位为km/h。动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第3页共21页图1滚动阻力系数——速度曲线图2.3发动机外特性曲线将发动机功率Pe、转矩Ttq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速n之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机特性曲线。如果发动机节气门全开，则此曲线称为发动机外特性曲线。在进行动力性能计算时，主要用到发动机的功率、转矩随转速的变化情况。115S将采用CK14/EQ474i-30/EQ465i-30三种发动机，其中，发动机主要性能指标如表2所示。表2发动机主要性能参数参数名称CK14EQ474i-30EQ465i-30排量（L）1.3731.31.05压缩比9.5:19.5:18.8：1缸径×冲程（mm×mm）73×8274×7666×74最大功率（kW/r/min）70/600060.5/600039/5500最大转矩（N·m/r/min）115/3200102/300078/(3000～3500)供油方式电控多点顺序动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第4页共21页发动机的功率、转矩随发动机曲轴转速变化的关系曲线通过拟合方式确定，已知条件为功率曲线通过原点，最大功率点，最大转矩点，且最大功率点在功率曲线上的导数为零，最大转矩点在转矩曲线上的导数为零。此外，对发动机在使用过程中还要为汽车附件等提供动力，其使用外特性的最大功率要比外特性的最大功率小，用于汽车行驶的有效扭矩和有效功率均在原来基础上有所减少，一般汽油发动机使用外特性比外特性约小10%，取有效扭矩＝扭矩×90％，有效功率＝功率×90％。在此次的动力性计算中，功率和扭矩均用客户提供的发动机的使用外特性参数进行计算。图2CK14、EQ474、EQ465发动机外特性曲线2.4后桥主传动比的确定动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第5页共21页整车动力性和燃油经济性受传动系传动比影响，汽车传动系传动比过小，发动机在重负荷下工作，动力性差，加速性不好，出现噪声与震动；传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转噪声大。由于该车型主要参数与B07相比，只是其总长、轴距、后悬尺寸变化以及设计总质量减少了230kg,所以该车型的后桥主减速比的选取参考B07确定，取4.777。三、动力性能分析计算基本方法汽车动力性能计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力－行驶阻力平衡方程为：jiwftFFFFF（3）其中：tFv——驱动力，单位为N；fF——滚动阻力，单位为N；wF——空气阻力，单位为N；iF——坡道阻力，单位为N；jF——加速阻力，单位为N。对上述驱动力和行驶阻力的计算方法以及各个曲线的计算方法简要说明如下。3.1驱动力、行驶阻力及其平衡图在发动机转速特性、传动系统传动比及效率、车轮半径、空气阻力系数、迎风面积以及汽车的质量等确定后，便可确定汽车的驱动力－行驶阻力平衡关系。驱动力maxtF＝dTgtqriiT0（4）其中：tqT——发动机的输出转矩，单位为N·m；gi——变速器某前进挡速比；0i——主减速器速比；T——动力传动系统机械效率；动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第6页共21页dr——车轮滚动半径，单位为m。滚动阻力fF＝cosmgf（5）其中：m——汽车计算载荷工况下的质量，单位为kg；g——重力加速度，单位为m/s2；f——滚动阻力系数；——道路坡角，单位为rad。空气阻力15.212aDwuACF（6）其中：DC——空气阻力系数；A——迎风面积，单位为m2；au——汽车行驶速度，单位为km/h。坡道阻力iF＝sinmg（7）其中：m——计算载荷工况下汽车的质量，单位为kg；g——重力加速度，单位为m/s2；——道路坡角，单位为rad。加速阻力dtdumFaj（8）其中：——旋转质量换算系数；m——计算载荷工况下汽车的质量，单位为kg；dtdua——汽车行驶加速度，单位为m/s2。在进行动力性初步计算时，由于不知道汽车飞轮、轮胎等旋转部件准确的转动惯量数动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第7页共21页值，对于旋转质量换算系数，通常根据下述经验公式进行计算确定：＝2211gi（9）其中：1——0.03～0.05，取0.04；2——0.03～0.05，取0.04；gi——变速器某前进挡速比。在进行不同挡位的驱动力和阻力计算时，还需要知道汽车速度与发动机转速之间的关系：ogdiinr337.0u（10）其中：au——汽车行驶速度，单位为km/h；n——发动机转速，单位为r/min；0i——主减速器传动比；gi——变速器某前进挡速比；dr——车轮的滚动半径，单位为m。根据上述公式，我们还可以方便地计算出汽车在任意发动机转速、挡位下的驱动力、行驶阻力，进而可以绘制出汽车的驱动力－行驶阻力平衡图。汽车的驱动力－行驶阻力平衡图形象地表明了汽车行驶时的受力情况和平衡关系。由此可以确定汽车的动力性。在驱动力－行驶阻力平衡图中，求出最高挡下驱动力和行驶阻力曲线的交点，曲线交点处对应的速度值即为汽车的最高车速。3.2动力特性图动力因数为mgFFDwt（11）其中：D——各前进挡动力因数。其它各个参数的意义和单位同上述说明。动力性计算报告重庆迪科汽车研究有限公司第8页共21页利用公式（11）结合前面公式就可以计算出汽车各个前进挡位下的动力因数值，