序号：2-26 汽车理论课程设计说明书 题目：汽车经济性计算 班级：车辆0902 姓名：王子哲 学号：0911021060 序号：2-26 指导教师：李旭
目录 1.题目要求 (1) 2.计算步骤 (2) 3.结论 (6) 4.心得体会 (7) 5.参考资料 (7)
1.题目要求 确定一轻型货车的经济性能（4挡）： 1） 要求： （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）绘制功率平衡图； （3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图; （4）绘制汽车最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b; （5）绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线； （6）求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗； （7）列表表示最高挡和次高挡等速行驶时，在10整数倍车速的参数值（将无意 义的部分删除）。经济性计算时，取汽油密度0.742g/mL ，柴油密度0.830g/mL 。 2） 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的n -T q 曲线的拟合公式为 4321000 8445310008744010004416510002729531319)n (.)n (.)n (.)-n ( ..-T q -++= 式中，c q T 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 600min r/n =，最高转速min 4000max r/n = 总质量 3880k g =m 车轮半径 0.367m =r 传动系机械效率 89.0=T η 飞轮的转动惯量 218 .0=f I 两前轮转动惯量 2 1m *1.798k g =w I 四后轮转动惯量 21m *kg 598.3=w I 滚动阻力系数 f=0.013； 空气阻力系数?迎风面积 2.77=A C D ； 主减速器传动比 23.50=i 变速器传动比 g i （数据见下表1）
《汽车理论》课程设计 题目：汽车动力性与经济性研究姓名： 班级： 学号： 指导教师： 日期：
目录 1、任务书 (3) 1.1 参数表 (3) 1.2 任务列表 (4) 2、汽车动力性能计算 (5) 2.1 汽车发动机外特性计算 (5) 2.2 汽车驱动力计算 (6) 2.3 汽车驱动力-行驶阻力计算 (7) 2.4 汽车行驶加速度计算 (8) 2.5 汽车最大爬坡度计算 (10) 2.6 汽车动力特性 (13) 2.7 汽车动力平衡计算 (14) 2.8 汽车等速百公里油耗计算 (15) 2.9小结 (16)
1、任务书 姓名：学号：班级：姓名：学号：班级： 荣威750 汽车参数如下： 1.1 参数表 表1 汽车动力性参数表 表2 汽车燃油经济性拟合系数表
表3 六工况循环参数表 1.2 任务列表 根据上述参数确定： 1、发动机的外特性并画出相应的外特性图； 2、推导汽车的驱动力，并画出汽车的驱动力图； 3、计算汽车每档的阻力及驱动力，画出各档汽车驱动力—行驶阻力平衡图，求 出每档的最高车速，最大爬坡度，通过分析确定汽车的动力性评价指标数值，并计算出最大爬坡度时的相应的附着率； 4、计算汽车行使的加速度，并画出加速度曲线； 5、计算汽车动力特性，画出动力特性图，求出每档的最高车速，最大爬坡度， 利用动力特性分析确定汽车动力性评价指标数值； 6、自学汽车的功率平衡图，画出汽车功率平衡图，分析确定汽车的动力性评价 指标数值 7、画出最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
2、汽车动力性能计算 2.1 汽车发动机外特性计算 由于荣威750汽车发动机由试验台架测得的扭矩接近与抛物线，因此用式2-1近似的拟合发动机的外特性曲线。 1953450n 60000083298.02 +--=）（tq T ---------------------------------------------（2-1） o g i i rn 377 .0ua =---------------------------------------------------------------------------（2-2） r i i o g tq t T T F η= -------------------------------------------------------------------------（2-3） 通过计算及作图得： 图2-1 荣威750汽车用汽油机发动机外特性图 根据图2-1可知，在n=5300r/min 时，该发动机具有最大功率m ax e P ，最大功率为92.3982kW ，当转速继续增加时，功率会下降；在n=3500r/min 时，具有最大扭矩m ax tq T ，最大扭矩为194.98N ·m ，该发动机的最小稳定转速为600r/min ，允许的最大转速为6500r/min
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：
基于Cruise的乘用车动力性经济性仿真及优化 发表时间：2019-03-26T17:07:48.823Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：李季 [导读] 摘要：我国乘用车动力性和经济性是汽车开发的重要内容，本文根据某个乘用车为例子，初步针对动力传动系统参数进行分析，应用Cruise软件进行了整车动力性、经济性仿真；根据仿真计算结果。 安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽省合肥市 230601 摘要：我国乘用车动力性和经济性是汽车开发的重要内容，本文根据某个乘用车为例子，初步针对动力传动系统参数进行分析，应用Cruise软件进行了整车动力性、经济性仿真；根据仿真计算结果。对整车动力传动系统参数进行了相应的优化，在满足整车动力性要求的前提下，提高了燃油经济性能力，使其满足国家第四阶段油耗限值的要求。 关键词：Cruise；动力性；经济性；仿真 前言：我国汽车的动力性是汽车性能中最基本的一项技能，同时也是汽车开发过程当中需要考虑到的重点问题。在分析如何满足现代化的汽车动力性的前提之下，提升汽车的经济性是目前汽车研究的主要内容。随着我国现如今能源消耗的提升，新标准对乘用车燃油经济性提出了新型的挑战。目前，应用先进性分析方法针对汽车动力性经济以及汽车生产企业单位进行综合性评价。 一、关于Cruise软件概述 社会发展进步的过程，会随着社会需要的变化而出现优胜略汰的情况。对于能源的利用，人们更是十分的上心。以往人们使用的是利用燃油或其他燃料，让其在燃烧的过程驱动车辆行驶，如今，人们提倡低碳环保，节能减排，政府更是大力的扶持这一政策的实施。现在一种新型的代步工具，电动汽车的出现更是响应了政府的政策号召，因此，电动汽车这一新兴产业未来的发展趋势必将不可限量[1]。Cruise软件作为奥地利公司研发的一种汽车动力性和燃油经济性模拟分析的软件，其可以应用汽车开发过程当中的传动性系统的搭配，汽车性预测可以将整个车子的仿真进行综合计算，在车辆设计的前期，应用初步选择的动力传统系统数据，应用该软件实施动力性和经济性的效仿模拟，并且根据结果实施进一步的提升优化管理，可以很有效的减少新车辆的开发时间，并且还可以做到提升整个车的动力性经济性研发模式。 二、动力性经济性乘用车和传统燃油汽车的差异 乘用车是利用电能的转化，将电能转化成机械能去驱动车子的运作行驶，和传统的车辆相比，会更加的环保，能耗也相对较低。乘用车它的售后服务可以以传统的汽车售后作为参考，并在其原有的模式下进行延伸和拓展。乘用车它的驱动主要是把电池的电能转换成为动能，从而驱动车轮让其运作，然而，传统的燃油汽车却是利用发动机的功能，在燃烧可燃的混合气的过程中，将化学能转变成了机械能，之后再将机械能传到变速器和驱动桥以及车轮，通过这样一个复杂的过程才使得车辆正常的运作起来。这两者因为构造的不同，主要会影响到监测和维修过程所使用的工具，还有专用的一些设备的配置与应用，与此同时，因为乘用车并没有变速器以及发动机，所以，它需要保养的也仅仅是减速器而已，从此可以看出，乘用车它的保养和维修的次数一定会比传统的汽车要少的多。除此之外，传统的燃油汽车与乘用车它们的差异主要表现在电子系统上。乘用车它与传统的燃油汽车相对比，它主要包括的有电机总成和电池管理系统以及电子控制系统等等。它电子集成化的程度相对比较高，控制的策略就较为复杂一些，因此在信息的传输过程中对数字化程度的要求就要高一些，不过，乘用车也有着一些弊端的，相较于传统的驱动式汽车来说，它发生故障的概率要更高一些。因为这一差异性的影响，因此在售后服务这一方面，相对应的部分就会提出一些更高的要求。其中，能够有效影响乘用车的因素体现在以下几个方面：首先，需要用到新型的专用检测设施，专业对口型维修技术人员。 其次，因为电子元件数量的增加，乘用车它本身的复杂性促使了实际使用人没有办法自己完成修理排除故障，就降低了用户自修的能力。而且，300V之上的电压就是高电压了，所以，它是有一定的危险性的。因此，对于乘用车的维修人员上岗工作要求也随之提高[2]。其从业人员必须要持有相关的上岗证件，对于使用电动车的人员也要进行相关的安全知识的学习，确保人身安全！ 最后，对于乘用车要进行实时的监控，可以通过一些高科技手段对使用人员进行远程教学与指导。现当下，国家提倡节能减排，并能够给予相关工作提供一些相应的政策扶持。但是，因为时间比较短，政策实施的比较较晚，因此还存在一些弊端或者是值得再去优化更改的地方。在面对乘用车的购买这一方面，国家能够提供一定的补贴，除此之外，暂时并没有给出一些硬性的要求，强制性的要乘用车的售后服务给予其它的售后服务，同时，也没有明文规定其发展的要求，从此可以看出，乘用车这一行业它自由发展的空间还是很大的。不过，这也是一把双刃剑，因为没有一些明确的硬性条款约束，很容易导致其行业在发展探索的道路上多走弯路，或者是花样百出，这样就易造成行业内的混沌。如果，这一新兴产业在发展了一段时间后，能够根据市场的实际情况而逐步的形成一个较为完善的，并且适合我国国情的汽车行业服务模式，那么，乘用车也将会成为相关行业的一大竞争对手 三、针对Cruise的乘用车动力性经济性售后服务分析 售后服务主要存在的目的就是为了消费者提供更为便捷的解决问题的途径，因此提升是售后服务的便捷性，是大势所趋，也是一个售后服务站所立足生存下去的最为基本的要求。乘用车在一些故障问题上要比传统的燃油汽车更难处理一些，这种弄情况就不得不需要找一些专业性的人员帮忙解决，所以，在售后服务站点的设立方面，一定要考虑到它的便利问题，同时，不仅仅是要求站点设立的要方便，同时，服务人员也要符合要求，首要的是专业的技能，上岗必持证，再就是，从业人员要“乐于助人”，能够积极的帮助上门的“求助者”，为他们提供便捷的服务。 综上所述，乘用车要想持续的发展下去，建立相关的服务站是必不可少的，建立的之初，可以借鉴参考相关的服务机构或企业。借鉴不是照搬照抄，而是要结合自身的情况加以取舍，从以往的情况来看，一般服务站建立在人口比较多的社区更为便捷。同时，因为乘用车的自身特点来看，因为它是不能缺电的，所以，因为没有电而没有办法启动汽车的情况应该相对较多，那么，设立一个紧急救援的服务也是有必要的，这样做有利于提高消费者对企业的好感度，因此有可能会促进产业更好的持续发展下去。这是新兴的汽车生产企业发展下去的需要，同时能够提高服务站的盈利问题。 针对乘用车相比起，燃油车保养起来确实比较简单些，除了在定期内车辆内部的硬件需要更换以外，其实大多都是对于车辆各项功能系统的检测。第一，针对动力系统的硬件检测，当然和燃油车一样只有经历过检测才明够准确的避免一些安全隐患问题，才能够清楚哪里需要换掉，只不过电动车的检查可能复杂点，需要特别检查一些插口接头以及线路绝缘防护情况[3]。第二，作为电池是乘用车的重要组成因素，当然在保养的阶段也要仔细检查，而大多4S店内都会有专业的检测仪器，可以很准确的检查出电池核心的情况。最后，我国乘用车
影响汽车经济性的主要有四大方面的因素：1、汽车本身的质量。2、汽车车身的风阻系数。3、汽车发动机的技术水平。4、用车者的驾驶习惯与驾驶技术。 汽车车身质量研究也是未来汽车设计的一个发展方向，即车身轻量化的研究。这方面的研究主要涉及材料科学和机械结构分析尤其是车体有限元方面。目前汽车车身轻量化研究还尚未进入大规模应用阶段，不过进展方面还是一日千里。 汽车的风阻系数方面的研究是伴随着汽车极速的不断提高而逐渐被人们重视起来的。德国的保时捷汽车公司拥有目前世界上汽车行业最后的空气动力学实验室。这方面的研究重点在于尽量降低汽车行驶过程中的空气阻力。 汽车发动机技术时至今日，已经发展到了一个非常成熟的阶段，尤其是日本的汽车公司在这方面保持领先，尤其是发动机的经济性方面的研究。目前车用发动机，尤其是乘用车，多用汽油机。但是，由于压缩比方面的问题，汽油机的燃烧效率远不如柴油机，由于节能方面的巨大压力，柴油机在乘用车上的应用也将是以后节油技术研究的一个重要内容和趋势。 由于石油的不可再生性，目前汽车制造商在动力总成方面的研究已经超越了以油为能源的范畴，比如混合动力汽车，燃料电池汽车等相关技术都已经接近商用水平。另外，天然气汽车、酒精汽车也已经越来越多地出现在人们的视野中。 以上都是汽车制造商在节油方面的工作，对于车友而言，良好的驾驶习惯对节油也影响很大。如起步是大脚油门，之后来个紧急制动，电喷车的空挡滑行等…… 第一招：勤换排挡 如新手上路，技术不过硬，胆子又小，往往会出现不善于换挡的情况，只知道靠“轰”油门来提速，那肯定是很费油的。而老驾驶员就不同了，什么车速“吃”什么排挡，而且油门、离合器、排挡三方同步操作，配合得当，让车辆的各种性能均发挥到最佳状态。 第二招：轮胎调压 对于一般小车来说，轮胎的标准气压是，前轮为2.0—2.2公斤；后轮为2.2—2.5公斤。如果低于这一标准，轮胎的磨擦系数增大，轮胎的滚动阻力也大，此时耗油就高。 第三招：按期保养 保养节油主要体现在换机油、清洗化油器、喷油嘴、空气流量计和节气门调整等五个方面。而空气与汽油的比例一般为1∶15，达不到这一标准就费油。 第四招：汽油牌号 有些驾驶员，因考虑价格而放低汽油牌号，即从93号油降低至90号油。其实，从长远来说，这种做法是不可取的，会增加耗油量，影响设备的使用寿命。 汽车节油技术概览汽车发动机与油耗的联系 汽车发动机的节油和车身轻量化或者汽车风阻系数不同， 后两者在购之后车主对其办法不多，但我可以采取很多办法 对汽车发动机进行控制，以达到节油的目的。与汽车发动机
题目： 选择市场上热销的大众高尔夫六代1.4T 手动舒适型轿车，依据用户需要设定其百公里等速（90km/h ）油耗范围为（5.0-7.0）L/100km,加速时间（0-100km/h ）范围为(9.0-12.0)s ，试对该车型进行动力装置参数的选定与优化，并确定最佳方案。 已知参数：整车质量1330kg ；最高车速200km/h ；发动机怠速800r/min;最高转速5000r/min;车轮半径R=0.4064m ；单个车轮转动惯量1.302kg m ；发动机飞轮转动惯量0.222kg m 。 方案： 1. 发动机功率的选择 （1）首先从保证汽车预期最高车速初步选择发动机应有功率。根据公式 3max max 1()360076140 D e a a T C A mgf P u u η=+ 估算出发动机功率，其中m=1330kg ；max a u =200km/h ；空气阻力系数D C =0.30；迎风面积A=2.0;滚动阻力系数f=0.020（设定测试路面为一般沥青或混凝土路面）；总传动效率T η=0.95（变速器）×0.96（单级主减速器）=0.912。根据以上参数，可得发动机的功率为e P =85kw 。 （2）参考同级汽车比功率统计值，粗略估计新车比功率值，得出最大功率值，同级汽车比功率值列于表1：
表1 部分汽车的比功率统计值 车型发动机功率/kw 车总重/kg 比功率/1 kw t-?雪铁龙世嘉78 1270 61.42 日产骐达93 1206 77.11 标致307 78 1290 60.47 别克英朗108 1430 75.52 现代i30 90 1215 74.07 求得表1中的比功率平均值为 X=(61.42+77.11+60.47+75.52+74.07)/5=69.72，由此估计新车发动机功率为69.72×1.330=93kw。 2.变速箱传动比范围以及主减速器传动比由经验初定 由以往同系车型可以初步确定变速箱（5挡手动）各挡传动比大小如表2所示： 表2 各挡传动比大小 挡位一挡二挡三挡四挡五挡 传动比 3.625 2.071 1.474 1.038 0.844 而由经验值可初定主减速器传动比为3.40。依据以上数据可以开始绘制燃油经济性—加速时间曲线，即C曲线。 3.绘制不同主传动比 i时燃油经济性—加速时间曲线 在以上数据的前提下改变主减速器传动比，变速箱传动比不变，绘制C曲线，进而得到满足动力性与燃油经济性要求的最佳主传动比。
第三章汽车使用经济性 汽车使用经济性，是指汽车完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。它是评价汽车营运经济效果的综合性指标。统计资料表明，我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费（燃料费及轮胎费）所占比率最大，达40％以上。其消耗和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用。本章将从汽车运行材料的合理性作用方面来讨论汽车使用经济性。 第一节汽车燃料经济性 在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。例如，西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的34～45％；美国交通运输部门消耗国内石油产品的52％；我国交通运输和邮电通讯业消耗的石油产品约占总量的16％，每年消耗的汽油占其总消耗量的36％，柴油占27％。2000年中国进口石油7600万吨，接近1GDP。据预测2010年我国石油缺口高达1.6亿吨以上。 此外，由于汽车运输的油耗占汽车运输成本的20％以上(见表3-1)。根据我国公路法的规定，公路养路费用将采取征收燃油附加费用的办法，燃料成本会大幅度增加。据统计，平均燃料费增加37.5%～44.5％，甚至高达60％以上。 节约燃料就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。显而易见，研究汽车燃料经济性对汽车节能的意义重大，例如，同1970年相比，1993年美国汽车平均油耗下降了33％。为此，世界各国都把降低汽车能耗作为一项基本国策，并成为汽车制造和交通运输领域的重要课题。 某运输公司汽车货运成本组成表3-1
汽车燃料经济性，是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。 汽车发动机燃料经济性通常用有效燃料消耗率ge或有效效率ηe评价。但它们均不能反映发动机在具体汽车上的功率利用情况及行驶条件的影响。所以，它们不能直接用于评价汽车燃料经济性。 为了评价汽车的燃料经济性，常选取单位行程的燃料消耗量（L/100km）或单位运输工作的燃料消耗量（L/100tkm、L/tpkm）作为评价指标。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车的经济性越差。 汽车燃料经济性也可用汽车消耗单位量燃料所经过的行程km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即MPG 或mile/usgal。其数值越大，汽车的燃料经济性越好。 由于汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q(单位为L/100km)与有效载荷Ge(单位：t)之间的关系曲线，评价在不同道路条件下汽车燃料经济性，称之为平均燃料运行消耗特性。 二、汽车燃料经济性试验方法
第二章 2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？ 答：均不正确。 ①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。 此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。 ②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量 利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。， 2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。 提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有 与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。 2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。 答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系： a a u n A u ==0i nr 0.377i' （式中A 为对某汽车而言的常数 0 377.0A i r =） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：
T w P P ηφ+='P e 由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。 将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。 2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性? 提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量 大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度 阻力和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行 驶中负荷率低也是原因之一。 ②汽车外形与轮胎 降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。 2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。 提示：发动机最大功率要满足动力性要求（最高车速、比功率）] ① 最小传动比的选择很重要，（因为汽车主要以最高档行驶） 若最小传动比选择较大，后备功率大，动力性较好，但发动机负荷率较低，燃油经济性较差。若最小传动比选择较小，后备功率较小，发动机负荷率较高，燃油经济性较好，但动力性差。 ② 若最大传动比的选择较小，汽车通过性会降低；若选择较大，则变速器传动比变化范围较大，档数多，结构复杂。
汽车的动力性与经济性 衡量一辆汽车质量的高低，技术性能是重要的依据。其中动力性、经济性是主要指标。动力性指标和经济性指标在汽车的性能介绍表上都有介绍。 汽车的动力性指标 汽车的动力性指标主要由最高车速、加速能力和最大爬坡度来表示，是汽车使用性能中最基本的和最重要的性能。在我国，这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准，通过样车测试得出来的。 最高车速：指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大行驶速度。按我国的规定，以1.6公里长的试验路段的最后500米作为最高车速的测试区，共往返四次，取平均值。 加速能力（加速时间）：指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力，通常用加速时间和加速距离来表示。加速能力包括两个方面，即原地起步加速性和超车加速性。现多介绍原地起步加速性的参数。因为起步加速性与超车加速性的性能是同步的，起步加速性性能良好的汽车，超车加速性也一样良好。 原地起步加速性是指汽车由静止状态起步后，以最大加速强度连续换档至最高档，加速到一定距离或车速所需要的时间，它是真实反映汽车动力性能最重要的参数。有两种表示方式：车速0加速到1000米（或400米，或1/4英里）需要的秒数；车速从0 加速到100公里/小时（80公里/小时、100公里/小时）所需要的秒数，时间越短越好。 超车加速性是指汽车以最高档或次高档由该档最低稳定车速或预定车速（如30公里/小时、40公里/小时）全力加速到一定高速度所需要的时间。 这里特别要指出的是，加速性能的测试与驾驶员的驾车换档技术与环境有密切的联系。驾驶员技术水平的不同，行驶路面的不同，甚至气候条件的不同，所反映出来的加速时间也会不同。车厂给出的参数往往是样车所能达到的最佳值，因此作为用户来说，这个参数仅能做为参考。 爬坡能力：指汽车在良好的路面上，以1档行驶所能爬行的最大坡度。对越野汽车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标，一般要求能够爬不小于60%或30°的坡路；对载货汽车要求有30%左右的爬坡能力；轿车的车速较高，且经常在状况较好的道路上行驶，所以不强调轿车的爬坡能力，一般爬坡能力在20%左右。 汽车的经济性指标 汽车的经济性指标主要由耗油量来表示，是汽车使用性能中重要的性能。尤其我国要实施燃油税，汽车的耗油量参数就有特别的意义。耗油量参数是指汽车行驶
A VL CRUISE整车动力性经济性仿真分析 章郁斌 长安汽车工程研究院规划所，重庆，401120，zhangyubinde@https://www.doczj.com/doc/d14122239.html, 摘要：本文主要介绍了 关键字：CRUISE 动力经济仿真 CRUISE软件可以用于车辆的动力性，燃油经济性以及排放性能的仿真，其模块化的建模理念使得用户可以便捷的搭建不同布置结构的车辆模型，其复杂完善的求解器可以确保计算的速度CRUISE的一个典型应用是对车辆传动系统和发动机的开发，它可以计算并优化车辆的燃油经济性，排放性，动力性（原地起步加速能力、超车加速能力）、变速箱速比、制动性能等，也可以为应力计算和传动系的振动生成载荷谱 一、简化计算任务 通常计算任务会有这样一种情况，选择多种变速器与多种发动机或者主减速器进行搭配计算。这在CRUISE中其实很好实现的，如下图操作即可 然后在计算中心里添加对应的模型即可，如图 当你有多个组件进行搭配的时候，可以在DOE plan中进行搭配的选择。
如此一来，可以使计算任务变得非常简单了。 二、简化结果提取 在模型里添加一个special model中的ms-export的模块，按下图配置输出的参数 在总线里配置好ms-export模块的参数总线连接 然后对计算任务的输出进行修改，勾上output of ms-exports
然后开始计算，如果你的任务是有很多case（各种组件的组合计算）这样计算的结果会生成相应很多个excel工作簿，然后我们可以编相应的程序或者宏就可以对这些工作簿进行处理，可以把结果生成到一个另外一个工作簿中，如此工作就变得很轻松了，我们可以把更多的精力放在真正的研究上了。 目前我可以用这种方法很方便的提取以下结果： 爬坡度的结果如何提取，我还没有找到办法，如果你找到了的话，请告诉我一下，谢谢
汽车燃油经济性基础知识 汽车燃油经济性是汽车的一个重要性能，也是每个拥有汽车的人最关心的指标之一。它关系到每个人的切身利益，在汽车说明书中大概最引人注意的技术规格也是燃油消耗。由于要求节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应的副作用，所以降低汽车燃油消耗似乎就成了汽车制造者和使用者的一个永恒的课题。 一、燃油经济性的评价指标 目前世界上评论汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。耗油量是指汽车满载时单位行驶里程所需燃油体积。我国和欧洲都用行驶百公里消耗的燃油数(L)来表示，即L/ 100 km；油行程是指汽车满载时，单位体积燃油所能行驶的里程，美国就是用每加仑燃油能行驶的里程数来表示，即m ile/gal(英里/加仑)。 前一种表示法，数值越小，燃油经济性越好；后一种表示法，数值越大，燃油经济性越好(换算关系：1加仑=4. 546 L，1英里=1.609 km)。 汽油的燃油经济性指标与发动机的特性和汽车的自重、车速及各种运动阻力如空气阻力、滚动阻力和爬坡阻力等大小、传动系的效率及减速比等都有关系，因而在数值上往往与实际情况有差别。 二、经济性测定法则 汽车的燃油经济性有两种测定法：一是行驶试验法；另一种是在平坦道路上和一定条件下进行等速油耗试验。 三、等速百公里油耗 汽车在无坡度的平坦好路上以等速行驶时的油耗为等速百公里油耗。所谓等速还要计入以不同车速等速行驶的情况，不同车速的等速行驶，百公里油耗是不同的。 选择一段无坡度的平坦水泥路面或沥清路面，汽车以最高挡分别以不同车速(可每隔10 km/h的车速取一个点 )等速行驶完这段路程，
往返一次取平均值(消除风和坡度影响)，记下油耗量，即可获得不同车速下汽车百公里油耗，即所谓等速百公里油耗。其形状一般是两头高中间凹。当然各种型号的车辆，即使同一种型号的车辆，其凹下的位置和深度是十分不同的。 例如福克斯的油耗为5.8 L/100 km，那么一般指的就是该车在经济车速时最省油的百公里耗油量。不过，这样的油耗指标在特定的环境下或者某些节油大赛中会比这个更低，例如在2009年度CCTV节油大赛中，福克斯就能表现出4.2L/100KM的好成绩。 四、循环油耗 由于等速油耗与实际行驶情况有很大差别，实际上不能全面地评定汽车的燃油经济性。现在一般都采用循环油耗来评定汽车的燃油经济性。循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以设定的不同工况行驶时的油耗，起码要规定等速、加速和减速3种工况，复杂的还要计入起动和怠速停驶等多种工况，然后折算成百公里油耗。例如我国有6工况循环油耗(货车)和城市4工况循环油耗(客车)，欧洲有ECE －R15工况循环油耗，美国有公路循环和城市循环油耗。一般而言，求得的循环油耗还要与等速百公里(指定车速)油耗加权平均取得综合油耗，以便更科学地评价汽车的燃油经济性。不过有时也不严格地称这种综合油耗为循环油耗，所以现代轿车给出的城市油耗和公路油耗更全面地说，应该是城市综合油耗和公路综合油耗，也有简称为城市循环油耗和公路循环油耗，在我国也更简单地称为城市油耗和公路油耗。 五、燃油经济性的影响因素 1.发动机与油耗的关系 发动机的工作过程中影响油耗的两个最根本因素是空燃比和发动机负荷,这两个值都有一个理论上的最佳值,在实际工作过程中,空燃比和发动机负荷的实际值越接近理论值,汽车就越省油。发动机在
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）
天然气、LNG、CNG 汽车的经济性分析 近年来，我国许多城市的大气污染日趋恶化，环保形势十分严峻，造成城市空气污染的重要原因之一就是汽车尾气排放污染。城市公共客运交通车辆 (公交车、出租车等)和特种车辆(环卫车、教练车等)，虽然占城市汽车保有量比例不高，约10％．但总运行里程却占近50％，其对大气污染的分担率已商达40％以上。可见，积极在此类汽车上推广使用清洁的替代燃料，对降低汽车污染物排放量有着重要作用，是改善城市区域环境质量的重要途径。 1国内外天然气汽车发展现状与趋势 发展燃气汽车特别是天然气汽车是目前国内外实施城市大气污染治理普遍采用的方式。截至2005年底，世界上使用替代燃料(CNG和LPG)的燃气汽车接近1200×10^4辆。其中，逾60个国家拥有天然气汽车，大中型天然气汽车、发动机的生产商分别有43家和l1家。全世界天然气汽车保有量为475×10^4。辆，建成并挥入使用的各类天然气汽车加气站9 478座，在建的862座。世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据见表l。 1998年国家开始启动“空气净化工程一清洁汽车行动”，首批有12座示范城市，第二批发展到21座城市。2006年，国家再次启动“节能与新能源汽车”高科技计划，继续强力推进天然气汽车的进程。截至2006年初，我国拥有加气站超过700座，燃气汽车32×10^4辆，占汽车保有量的1．O％，替代了2．O％的汽车燃料。 表1 世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据
全球目前有近1×10^4辆液化天然气汽车在运行，拥有液化天然气汽车较多的国家是美国、日本和俄罗斯。加拿大、美国等已成功开发出采用高压直喷技术的LNG载重卡车投入商业运营。总载质量为45 t 的重型汽车，配备2个680L的LNG储存箱，可连续行驶800km。 近年来，我国一些城市也加大了液化天然气汽车的开发力度，北京、乌鲁木齐和长沙等城市已有液化天然气汽车在城市公交车方面的示范应用。从我国能源结构的战略调整来看，LNG工业的进一步发展必将加速我国液化天然气汽车的规模化发展。 2 天然气汽车与燃油汽车能耗指标 对于同等级、档次的各类天然气汽车(压缩天然气汽车、液化天然气汽车)，尽管天然气储存方式有区别，但汽车发动机及最终进人发动机的燃料状态完全相同：低压常温的气态天然气。因此，同等级各类天然气汽车燃料消耗指标基本相同。
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
纯电动车经济性能影响因素仿真 1 纯电动汽车经济性能指标 纯电动汽车是以二次电池为储能载体二次电池以铅酸电池镍氢电池埋离子电池为主。由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。纯电动汽车的经济性能是在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的能量消耗行驶的能力，纯电动汽车在等速行驶、加速行驶和循环工况下的能量消耗率和续驶里程来决定经济性能的优劣。车辆能耗经济性评价常用的指标都是以一定的车速或者循环行驶工况为基础，以车辆行驶一定里程的能量消耗量或一定能量可反映出车辆行驶的里程来衡量。纯电动汽车能量消耗率是动力电池存放的电量维持汽车某一工况下运行的能力，如单位里程消耗的能量、百公里消耗能量；续驶里程是指纯电动汽车从动力电池全充满状态开始到试验规定结束时所走过的里程，如以45km/h行驶的里程等。为了使电动汽车能耗经济性评价指标具有普遍性，其评价指标应该具有以下三个条件： （1）可以对不同类型的电动汽车进行比较； （2）指标参数值与整车存储能量总量无关； （3）可以直接通过参数指标进行能耗经济性判断； 不同的纯电动汽车在不同的行驶工况下能量消耗率和续驶里程可能会不同，很难用统一的公式进行计算，下面将运用仿真的方法得出纯电动汽车的续驶里程和能量消耗率。 2 铃木电动车仿真分析 根据目前国内外有关学者对纯电动汽车的研究结论，可以看出，纯电动汽车的研发出现了难以进行下去的问题。一方面是由于纯电动汽车面临的成本和续驶里程等问题，一直没有很好的解决;另一方面，和人们对电动汽车的要求过于完美化，提出不切实际的过高要求有关。因此，对纯电动车经济性能影响因素的分析和研究，可以对解决这个问题找到一些方法或者启示。 电动汽车仿真软件ADVISOR由美国国家再生能源实验室开发，使用后向仿真为主、前向仿真为辅的混合设计方法，具有车辆总成参数匹配与优化、传动/驱动系统能量转化分析、排放特性/能量消耗对比、车辆能量管理策略评价、整车综合性能预测分析等功能。以下是铃木某款纯电动车的整车部分参数，汽车采用永磁电机和镍氢电池，并建立ADVISOR的仿真模型，分析影响纯电动汽车经济性能的参数[2]。建立ADVISOR的仿真模型需要的参数有整车整备质量、空气阻力系数、迎风面积、轴距、最大载荷、电机最大功率、电机额定电压、电机最大扭矩、电池容量、主减速比。在已知以上参数的情况下建立ADVISOR的仿真模型。微型电动汽车具有无污染、低噪音、小体积、低速度和易驾驶等优点，使得它可以穿梭与大城市的各种道路，能够直接到达出租车都不能到达的身居小巷。微型电动汽车的最高时速一般为45km/h,虽然比一般小汽车的速度慢，但比步行或骑自行车快得多。因此微型电动汽车作为代步工具是相当合适的。另外，微型电动汽车的低速度也提高了它在居住区行驶时的安全性。驾驶微型电动汽车，比驾驶小汽车简单得多。ADVIDOR提供了道路循环(Drive Cycle)、多重循环(Multiple)和测试过程(Test Procedure)3种仿真工况来仿真车辆的性能。道路循环提供了CYC.ECE、CYC.FTP和CYC.1015等56种国外标准的道路循环供用户选择，另外提供了行程设计器(Trip Buider),可以将多达8种不同的道路循环任意组合在一起，综合仿真车辆的性能。多重循环功能可以用批量处理的方式以相同的初始条件，快速计算和保存不同的道路循环情况下的仿真结果，并将它们显示在一起，供用户比较。测试过程包括