动力性经济性计算报告

编号：____________密级：____________P12整车动力性经济性计算报告编制/日期：校对/日期：审核/日期：批准/日期：奇瑞汽车有限公司商用车工程研究院整车技术部2006年10月17日P12整车动力性经济性计算目录1.概述...................................................12.计算输入数据与条件.....................................13.各档速度特性...........................................24.各档驱动力.............................................35.滚动阻力...............................................46.空气阻力...............................................57.各档动力因数...........................................68.爬坡度计算.............................................79.加速性能计算...........................................810.加速时间计算..........................................1011.汽车功率平衡图........................................1112.小结..................................................11P12整车动力性经济性计算11.概述P12是在P11基础上开发的轻型货车，B柱以前的车身、底盘和发动机均沿用P11的。第一期研发的P12将装配2.0TCI汽油发动机，采用后轮驱动，变速箱拟选用江齿R5M21-DJL手动五档变速箱；本报告将计算P12在这种动力模式下的动力性能，包括各档速度特性、动力因数、加速时间、爬坡度、最高车速，同时提供驱动力、阻力图和车辆功率平衡图。2.计算输入数据与条件计算的基本参数，如表1所示。假设条件：本次计算假定汽车起动方式为热起动；无滑移；除爬坡外，均在良好水平路面行驶；坡度附着系数足够大。由于P12的整车质量与P11不同，变速箱和主减速比需要重新匹配。在经过计算后，本报告从变速箱供应商提供的速比库中选择了一种推荐速比。而由于没有主减速器的速比库，因此报告中只给出了一个理想速比，实际操作中，选择与该理想速比最接近的速比即可。由于条件所限，暂无法计算经济性。表1整车基本参数参数名称数值车辆总质量（kg）2775迎风面积（m2）2.7167空阻系数（N·S2/m4）0.40滚动半径（m）0.364滚动阻力系数及旋转质量系数随车速而变，详见下文变速箱速比一档4.33二档2.356三档1.509四档1五档0.834主减速器速比4.9变速箱传动效率0.95主减速器传动效率0.95表2发动机外特性发动机转速（rpm）扭矩（N·m）992135.21500193.41900247.82500232.4P12整车动力性经济性计算2续表2发动机外特性发动机转速（rpm）扭矩（N·m）3000242.43500237.04000241.24500238.55000230.95500221.1发动机的外特性如图1所示。图12.0TCI发动机外特性3.各档速度特性汽车各档速度特性ogaiinru377.0（km/h）其中：au：汽车速度（km/h）；n：发动机转速（r/min）；r：车轮滚动半径（m），r＝0.364；gi：变速箱各档速比，ig=[4.332.3561.50910.834]；P12整车动力性经济性计算3oi：主减速器速比，oi＝4.9。计算数据如表3，曲线见图2。表3各档速度特性发动机转速（rpm）一档车速（km/h）二档车速（km/h）三档车速（km/h）四档车速（km/h）五档车速（km/h）9926.416111.791918.410627.781733.311415009.701717.830527.838742.008650.37190012.288922.585335.262353.210963.802250016.169629.717446.397870.014383.95300019.403535.660955.677484.0171100.74350022.637441.604464.956998.02117.53400025.871347.547974.2365112.0229134.32450029.105253.491483.516126.0257151.11500032.339259.434992.7956140.0286167.9550035.573165.3784102.0752154.0314184.69图2各档速度特性图4.各档驱动力ogogmtriiTF（N）其中：P12整车动力性经济性计算4tF：驱动力（N）；mT：发动机扭矩外特性（N·m）；gi：变速箱各档速比，ig=[4.332.3561.50910.834]；oi：主减速器速比，oi＝4.9；r：车轮滚动半径（m），r＝0.364；g：变速器传动效率，g＝0.95；o：主减速器传动效率，o＝0.95；各档驱动力数据如表4所示。表4各档驱动力发动机转速（rpm）一档驱动力（N）二档驱动力（N）三档驱动力（N）四档驱动力（N）五档驱动力（N）9927112.23869.82478.61642.61369.91500101745535.73545.62349.61959.61900130367092.84542.93010.52510.825001222566524260.62823.42354.73000127526938.24443.92944.92456.13500124676783.74344.92879.32401.44000126886903.94421.92930.32443.94500125466826.64372.42897.52416.65000121476609.14233.12805.22339.55500116316328.64053.42686.22240.3计算结果显示，最大驱动力为13036N。P12的后轴满载轴荷为1628kg，取地面附着系数为0.8，则：在不考虑加速或爬坡时轴荷转移的条件下，车辆可获得的最大驱动力为1628*9.8*0.8＝12764N，这个值与13036相差无几。经粗略估算，考虑到加速或爬坡时的轴荷转移，P12后轮可提供的最大驱动力将会达到和超过13036N。因此，在后面的加速和爬坡性能分析中，可以直接采用表4的数据进行计算。当然，需要指出的是，P12空载时后轴轴荷较小，车辆实际可以获得的驱动力将会明显的减小，从而对车辆的加速和爬坡性能产生影响。5.滚动阻力fgmFf其中：P12整车动力性经济性计算5m：车辆总质量（kg），m＝2775；g：重力加速度（m/s2），g＝9.8；f：滚动阻力系数。当车速ua小于140km/h时，f＝0.014，当车速ua大于140km/h时，f＝0.0144+0.00008×(ua-140)。滚动阻力的计算结果如表5所示。表5滚动阻力发动机转速（rpm）一档滚动阻力（N）二档滚动阻力（N）三档滚动阻力（N）四档滚动阻力（N）五档滚动阻力（N）992380.73380.73380.73380.73380.731500380.73380.73380.73380.73380.731900380.73380.73380.73380.73380.732500380.73380.73380.73380.73380.733000380.73380.73380.73380.73380.733500380.73380.73380.73380.73380.734000380.73380.73380.73380.73380.734500380.73380.73380.73380.73415.785000380.73380.73380.73391.67452.315500380.73380.73380.73422.13488.846.空气阻力215.21aDwuACF（N）其中：wF：空气阻力（N）；DC：空气阻力系数，DC＝0.40（N·S2/m4）；A：迎风面积，A＝2.7167m2；au：汽车速度（km/h）；表6空气阻力发动机转速（rpm）一档空气阻力（N）二档空气阻力（N）三档空气阻力（N）四档空气阻力（N）五档空气阻力（N）9922.11517.144317.41539.65657.01315004.836116.33539.81990.671130.3619007.759226.20863.887145.48209.15250013.43345.375110.61251.86362.1300019.34465.34159.28362.68521.43P12整车动力性经济性计算6续表6空气阻力发动机转速（rpm）一档空气阻力（N）二档空气阻力（N）三档空气阻力（N）四档空气阻力（N）五档空气阻力（N）350026.3388.934216.79493.65709.72400034.39116.16283.16644.77926.98450043.525147.01358.37816.041173.2500053.734181.5442.431007.51448.4550065.018219.61535.3412191752.6根据“节4、5、6”的计算结果，图3为驱动力、阻力图。图中五档驱动力曲线与阻力线的交点，对应的车速，即为汽车最高车速，184.6km/h。图3驱动力、阻力图7.各档动力因数mgFFDwt其中：tF：牵引力（N）；wF：空气阻力（N）；m：车辆总质量（kg），m＝2775；P12整车动力性经济性计算7g：重力加速度（m/s2），g＝9.8；表7动力因数发动机转速（rpm）一档动力因数二档动力因数三档动力因数四档动力因数五档动力因数9920.261450.142040.0905020.0589410.04827615000.373930.202960.128910.0830650.06726319000.479050.259850.16470.105350.08463425000.449050.242940.15260.0945610.07327230000.468180.252730.157550.0949530.0711435000.457480.246180.15180.0877250.06220440000.465310.24960.152190.0840440.0557845000.459750.245620.14760.076540.04571950000.444670.236350.139390.0661060.03276855000.42530.224640.129360.0539490.0179328.爬坡度计算22211ffDfDi式中：D：动力因数；f：滚动阻力系数，取值如前文所述。表8爬坡度发动机转速（rpm）一档爬坡度（％）二档爬坡度（％）三档爬坡度（％）四档爬坡度（％）五档爬坡度（％）9920.249880.129240.0772370.0454150.03466815000.360870.189210.1150.0690980.05328319000.466670.246280.150860.0914110.07066925000.436460.229310.138740.0806060.05929730000.455720.239130.14370.08099