2022年汽车动力性计算图解法.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车动力性运算图解法问题：依据所给出的汽车的各项参数运算出该车辆的最高的车速以及该汽车从 0 至 100km/h 的加速时间；解：1. 对于汽车的最高车速,由于已知汽车发动机的最高转速以及发动机的变速器的最小传动比和主减速器的传动比,因此很简单依据 v a 0 . 377 * r * n,代入其发动机的最高转速 n=6000r/min 变速器五档i gi * i o的传动比 gi 5 0 . 850 以及主传动比 0i 3 . 941 和轮子的半径 r=0.285m 后可得汽车的最高车速为：v amax=0.377*0.285*6000192.

2、447km /h0. 850*3.941此为仅依据发动机的最高转速所的出的最高速度,速就可运算出,此时对于汽车的功率需求为假设此为最高的车Pe1PfP W1G*f*v aCD*A*va375. 423kw74kwt08.360076140故此时汽车不能到达53.458m/s 的车速,因此应当依据五档时汽车的驱动力与汽车所受的阻力相平稳的方法来运算汽车的最高的车速五档的驱动力为Ft50.834*v256. 478*v454. 416N汽车在最高速度时所受的阻力为名师归纳总结 F阻FfFWG*fCD*A*v2157.500N0. 4345*v 2第 1 页,共 6 页1 .632- - - - -

3、 - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由二者相等进行解方程就可以推导出其对应的最高车速为Va max 49 . 270 m / s 177 . 373 km/h 2. 求解汽车从 0km/h 加速到 100km/h 的加速时间；1确定各个参数值第一依据各个档位的传动比以及发动机的最大功率时刻的转速可以求出其个档位换挡时候的车辆的车速如下如下所示：v a10 .377*0 .285*580045. 834km/h12. 732m/s3.450*3.941v a20 .377*0 .285*580081.341 km/h22. 595m/s1.944*3. 941va30. 3

4、77*0. 285*5800115.422km/h32. 062m/s1.370*3. 941va40. 377*0. 285*5800153.224km/h42.562m/s1.032*3.941由此可以得出汽车在三挡的时候能到达100km/h,而汽车 0-100km/h的加速时间是在附着良好的平直路面上进行的,因此其所受的坡道阻力 Fi=0 ,汽车所受的阻力为滚动阻力 Ff ,空气阻力 Fw 和加速阻力Fj ；而汽车的动力因数的公式为：DFTFWg*dvmgdt因此为了求出动力因数需要知道汽车的驱动力以及空气阻力的表达式；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学

5、习资料 - - - - - - - - - 汽车的驱动力的公式为FtiTe*igi*i0*r而当汽车的油门的开度最大时力矩与汽车的转速的转速之间的关系为Tek4*wwt2k5k4TpTmaxwpwt2k5Tmax就可得出前五挡的驱动力与速度间的表达式如下Ft156.015*v2933.116*v1847. 069NFt29 .978*v 2295. 415*v1039.277NFt33 .492*v2146.717*v732. 412NFt41 .493*v283. 253*v551. 715NFt50 .834*v 256.478*v454.416N该车的空气阻力系数为 力的表达式为Cd=0

6、.35, 迎风面积为 2.026 ；就其空气阻FwCd*A*va2Cd*A*v20 .4346*v221.151.632就汽车的动力因数为DiFti0.4346*v2mg而该车在各个档位的旋转质量换算系数由公式运算得出各个档名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 位的旋转质量换算系数如下11 . 34421 .13031 .08041. 05851. 049而考虑到在低速时段的加速过程中附着力会影响其驱动力的输 出,因此要依据路面的最大附着力确定汽车的最大的加速度；而由于车辆上在前排和后排上分别有一名乘客,故其质心的位置

7、会发生变化,由于成员的重量将会导致汽车的质心在水平方向发生移 动,其移动的距离为xa* 3517 5. b*3552 . 5 67 . 9031235就可得出此时的车辆的质心位置应当为a .1013 . 902 mmb 1458 . 097 mmh g469 mm而受制于附着力的最大加速度的运算如所示考虑汽车的附着力与其行驶阻力相平稳的条件下汽车的最大加速度应当满意如下的简化关系式速度应当满意如下的jmax*Lb*h gg纵的稳固性其最大的加而同时考虑到汽车的操关系式jmaxb-0 . 15 L大的加速度,而易知在一档的时候汽车的加gh g两者中取较小的值为最度才能达到最大值,代入数据运算后可

8、得加速度的最大值应当为jmax3 . 316 m/s 2由于汽车在三挡时会到达其最大的速度,足关系式如下所示而其前三挡的加速度满名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一档的加速度dvgD 1f56 . 450*v 2933 . 116*v1689 . 569dt11 . 344*1235二挡的加速度dvgD2f10 . 413*v2295 . 415*v881 . 777dt21 . 130*1235三挡的加速度dvgD2f3 . 923*v2146 .717*v574 .912dt21 . 080*1235在 MATL

9、AB中画出其前三挡的加速度的曲线以及考虑附着力的最大的 加速度如以下图所示由图可知附着力所得的最大加速度会限制其一档的加速度的曲线,而由附着力的最大加速度和一档时加速度的表达式可以得出其一档 的加速性能受制于路面附着力的速度的范畴是受制于附着力的速度的范畴是7. 412m/s9. 118m/s2加速时间的运算为了简化运算以汽车到达最高转速时的速度作为汽车转入下一 档位的速度； 由此可以依据公式对各个档位的加速时间进行运算,其 公式为名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - tv2gDfdvv 1当使用一档时, 汽车由 0 加

10、速到 12.732m/s 的加速时间由于受制于附着力所打算的最大的加速度, 故其在一档的加速的时间应当分成两个部分,一个是以汽车驱动力所得的加速度的加速时间另一个就是受制于附着力的加速的时间；其一档的加速总时间为t 17.41256. 450*v1.344*1235v1689.569dv13. 17156.450*v1 .344*1235v1689.5690.91182933.116*9. 1182933.116*3.1dv5. 019s7. 412316在车速到达t222 .59510.413*v1 .130*1235v881. 777dv5 .024s12 .7322295.415*在车速到达 100km/h的加速时间为27 . 778 1 . 080 * 1235t 3 22 . 595 .3 923 * v 2 146 . 717 * v 574 . 912 dv 3 . 868 s由于汽车起始阶段发动机转速与车速相适应的时间 vt =1.5s ,每次的换挡的时间 st =0.45s ；就可以得出该汽车从 0-100km/h 的加速时间为名师归纳总结 tatvt1t2t3m*ts16.311 s第 6 页,共 6 页- - - - - - -