最大爬坡度
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定义
汽车爬坡度的作用
最大爬坡度的测试方法
定义
汽车的最大爬坡度，是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度，它表征汽车的爬坡能力。爬坡度用坡度的角度值（以度数表示）或以坡度起止点的高度差与其水平距离的比值（正切值）的百分数来表示。
汽车爬坡度的作用
汽车爬坡度表达了汽车爬坡的能力。只有当汽车牵引力大于上坡阻力和滚动阻力（空气阻力不计）时，汽车才能爬上坡。表述这种汽车爬坡能力的计量方法就是百分比坡度，用坡的高度和水平距离的比例来表示，即百分比坡度＝tanθ×100%，其中θ是坡面与水平面的夹角。例如“汽车爬坡度”是30%，根据上述公式得：tanθ×100%=30%，即tanθ=30／100＝0.3，查三角函数表得θ≈16°42"，即此车可爬越的最陡坡度是16°42" 。
如果汽车技术说明书上“汽车爬坡度”直接标注了角度，就是指此车可爬越的最陡坡度。根据汽车行业规定，只有百分比坡度标注方式才是符合标准的，如果仅标注数字，实际上也是百分比数字。
需要说明的是，有些人将“汽车爬坡度”的百分比数值解释为汽车可爬越的直接最陡坡度是错误的。
对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车，最大爬坡度在10°左右即可。对于载货汽车，有时需要在坏路上行驶，最大爬坡度应在30%即16.5°左右。而越野汽车要在无路地带行驶，最大爬坡度应达30°以上。
最大爬坡度的测试方法
[中华人民共和国国家标准《汽车爬陡坡试验方法》]
1.试验仪器:a.钞表；b.钢卷尺(50m)；c.标杆；d.发动机转速表；e.坡度仪。
2.道路条件:
试验坡道坡度应接近试验车的最大爬坡度。
坡道长不小于25m，坡前应有8-1Om平直路段，坡度大于或等于30%的路面用水泥铺装，小于30%的坡道可用沥青铺装，在坡道中部设置10m的测速路段。大于40%的纵坡必须设置安全保险装置。
3.越野车爬坡试验方法:
（1）试验车变速器使用最低挡，分动器亦置于最低挡，全轮驱动，停于接近道的平直路段上。
（2）起步后，将油门全开进行爬坡；当试验车处于坡道上时，停住车辆，变速器放入空档，发动机熄火2分钟，再起步爬坡。
（3）测量并记录通过测速路段的时间及发动机转速。
（4）爬坡过程中监视各仪表的工作状况，爬至坡顶后，检查各部位有无异常现象，并做详细记录。
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
最大爬坡度计算
2016.03.10最大爬坡度计算 爬坡时加速档驱动力 110012.42 6.197850.526136813.5o tq g o t o t S T i i N m F R m N η????=== tq o t S T i i R ηgc ——发动机最大转矩 ——变速器加速档传动比 ——主减速器传动比——传动系统传动效率 ——轮胎静力半径 车 速 n ——最大转矩时转速 0.37705261400/min 0.37712.42 6.1973.61/S a gc o R n u i i m r km h ?=??=??= cos 4200010/cos 420000cos f F Gf kg N m f α αα ==???= Ff ——滚动阻力 查表得f=0. 015 f ——滚动阻力系数 ∴ 6300cos f F α= 上坡时车速很小（3.61km/h ）空气阻力Fw 可忽略 =Gsin 42000 kg 10 N/m sin =420000sin i F α αα =??坡度阻力 =0j F 加速阻力 由驱动力——行驶阻力平衡公式t f W i j F F F F F F ==+++∑得
cos Gsin t f i tq g o t S F F F T i i Gf R ηαα=+=+即 代入数据 136813.56300cos 420000sin αα=+ αα令sin =t 则cos 代入方程得 420000136813.5t =- 两边同时平方 ，可化为 72761.76410 1.1510 1.876100t t ?-?+?= 解一元二次方程 20.326 b t a -=≈ 可得t=0.326 即sin α=0.326 利用反三角函数 ∴求得α=19.03°可知 最大爬坡度为32％ H S
第一单元 混合运算 【例1】下面的计算对吗？对的打“√”，错的打“×”，并把错的改正过来。 解析： 在没有小括号的混合运算中，要先算乘除法，再算加减法； 在计算含有小括号的混合运算时，要先算小括号厘米的， 再算小括号外面的。 解答： 【例2】想一想，填一填。 解析： 要点提示： 小括号的作用就是改变运算顺序。
根据题意可以知道：先计算出每个算式的得数，再尝试 着把两个算式合并成一个算式。把两个算式合并成一个 算式，首先根据第一个算式的得数，把算式代入第二个 算式；然后根据混合运算的顺序判断是否需要加括号。 如：第一个计算5+7的和是12，12÷3，商是4，把算式5+7替换第二个算式中的12，列综合算式5+7÷3，按照混合运算的顺序，先算除法，后算加法，和原来的运算顺序就不一致了，所以要用小括号把5+7括起来，列式为（5+7）÷3. 解答： 【例3】想一想，下面的小动物各代表数字几。 解析： ① ，求 。 也就是（ ）+27-19=36，则（ ）=36+19-27
是28. ②，求。先求出小括号里的和，=91-47=44，再利用44-18，求出小鸭子代表的数字。 ③4×7-5，先算4×7的积是28，再算28-5的差是23，所以小乌龟代表的数字是23. ④，求。先求出小括号里的差， =72-29=43，则小象=63-43，求出差是20. 解答： ①28 ②26 ③23 ④20. 【例4】小灰钓了多少条鱼？ 解析：
小黑有9条金鱼，小白钓的鱼是小黑的4倍，小灰比 小白多钓26条，求小灰钓了多少条鱼。先求出小白 钓的鱼的条数，也就是4个9相加的和，列式为9×4； 再求出小灰钓的鱼的条数，小白钓的鱼的条数+26= 小灰钓的鱼的条数，即9×4+26；计算时，先算9×4=36，再算36+26=62. 解答： 9×4+26=62（条） 答：小灰钓了62条鱼。
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：
汽车整车动力性仿真计算 1 动力性数学模型的建立 汽车动力性是汽车最基本、最重要的性能之一。汽车动力性主要有最高车速、加速时间t 及最大爬坡度。其中汽车加速时间表示汽车的加速能力，它对平均行驶车速有着很大影响，而最高车速与最大爬坡度表征汽车的极限行驶能力。根据汽车的驱动力与行驶阻力的平衡关系建立汽车行驶方程，从而可计算汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度。其中行驶阻力（F t ）包括滚动阻力F R 、空气阻力F Lx 、坡度阻力F St 和加速阻力F B 。 根据图1就可以建立驱动的基本方程，各车节之间的连接暂时无需考虑。而车辆必须分解为总的车身和单个车轮。节点处只画出了x 方向的力；z 方向的力对于讨论阻力无关紧要，可以忽略。 图1 （a ）车辆，车轮和路面；（b ）车身上的力和力矩； （c ）车轮上的力和力矩；（d ）路面上的力 如果忽略两个车节间的相对运动，根据工程力学的重心定理，汽车（注脚1）和挂车（注 脚2）的车身运动方程为： ∑=++--=+n j j Lx X αG G F x m m 12121sin )()( （1）
其中1G 和2G 是车节的车身重量，1m 和2m 它们的质量，α是路面的纵向坡度角，∑j X 是n 车轴上的纵向力之和，L F 是空气阻力。 由图1（c ），对第j 个车轴可列出方程 αG F X x m Rj xj j Rj Rj sin -+-= （2） j zj j xj Rj Rj Rj e F r F M φ J --= （3） Rj G 是该车轴上所有车轮的重量，Rj m 是它们的质量，Rj J 是绕车轴的车轮转动惯量之和，xj F 是在轮胎印迹上作用的切向力之和，zj F 是轴荷，Rj M 是第j 个车轴上的驱动力矩。 如果假设车轴的平移加速度Rj x 和车身的加速度x 相等，由式（1）到式（3）在消去力j X 和xj F 以后就得到方程 ∑∑∑ ∑∑=====--++-=+++n j j j zj Lx n j Rj n j j Rj Rj n j j Rj n j Rj r e F F αG G G r M φ r J x m m m 1 1 211 11 21sin )()( 引进总质量和总重量（力） m m m m n j Rj =++∑=121 mg G G G G n j Rj ==++∑=1 21 把车轮角加速度转化为平移加速度x ，即得到 ∑∑∑ ===++++=n j j j zj Lx n j j j Rj n j j Rj r e F F αG x R r J m r M 1 11 sin )( （4） 右边是由4项阻力组成，我们称之为 1）滚动阻力∑==n j j j zj R r e F F 1 （5） 令j j r e f = ，f 为阻力系数，代入式（5），则整车的滚动阻力为 zj n j R F f F ∑==1（5-1） 还常常进一步假定，所有车轮（尽管比如各个车轮胎压不同）的滚动阻力系数相等，又因为所有车轮轮荷zj F 之和等于车重G ，如果车辆行驶在角度为α的坡道上，则轮荷之和等于αcos G （参看图1） ，这样，式（5-1）可改写为 αfG F f F n j zj R cos 1==∑= 因为道路上的坡度较α不是很大，整车滚动阻力因而近似于整车车轮阻力 G f F R R =（5-2） 2）空气阻力2 a D 15 .21u A C F Lx =（6） 3）上坡阻力αG F St sin =（7） 在式（4）中的αG sin 项用以表示上坡阻力 αG F St sin =（7-1） 参看式（7）。如果我们用αtan 以及等价的值p 来取代αsin ，那么上述表达式就更为直
汽车的最大爬坡度，是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度，它表征汽车的爬坡能力。爬坡度用坡度的角度值（以度数表示）或以坡度起止点的高度差与其水平距离的比值（正切值）的百分数来表示。坡度20％，表示坡道直线长度距离（L）为100米，坡高（H）为20米的坡度。或用斜坡角度theta的tg(theta)的百分数表示。例如“汽车爬坡度”是30%，根据上述公式得：tgθ×100%=30%，即tgθ=30／100＝0.3，查三角函数表得θ≈16°42' ，即此车可爬越的最陡坡度是16°42' 。如果汽车技术说明书上“汽车爬坡度”直接标注了角度，就是指此车可爬越的最陡坡度。 根据汽车行业规定，只有百分比坡度标注方式才是符合标准的。如果仅标注数字，实际上也是百分比数字。囯家没有对汽车最大爬坡度强制要求，所以按通常惯例一般最大爬坡度达到30°、小轿车达到20°。有人也许会问，我的轿车30°、40°的坡都可上去，怎么说只有20多度的爬坡能?其实是我们的车原来已有了行驶速度(动能，即就是死火车也会走)的作用。假如这个坡足够长时，这个动能就耗尽，车子就会住后退了。 这叫冲坡，和爬坡不是一回事。 轿车最高车速大，加速时间短，经常在较好的道路上行驶，一般不强调它的爬坡能力；它的1挡加速能力大，故爬坡能力也强。货车在各种地区的各种道路上行驶，所以必须具有足够的爬坡能力，一般Imax在30%即16.7°左右。要进一步说明的是；Imax代表了汽车的极限爬坡能力，它应比实际行驶中遇到的道路最大坡度超出很多，这是因为应考虑到在实际坡道行驶时，在坡道上停车后顺利起步加速、克服松软坡道的大阻力、克服坡道上崎岖不平路面的局部大阻力等要求的缘故。越野汽车要在坏路或无路条件下行驶，因而爬坡能力是一个很重要的指标，它的最大爬坡度可达60%即31°左右。
汽车爬陡坡试验方法 1、 目的 规定了汽车爬陡坡的试验方法，以便考核车辆的爬坡力。 2、 适用范围 本标准适用于各类汽车 3、 引用标准 汽车道路试验方法通则。 4、 试验条件 4.1 试验条件应符合《汽车道路试验方法通则》 4.2 试验仪器 a. 秒表； b. 纲卷尺(50m)； c. 标杆； d. 发动机转速表； e. 坡度仪。 4.3 道路 试验坡道坡度应接近试验车的最大爬坡度. 坡道长不小于25m ，坡前应有8～10m 的平直路段，坡度大于或等于30%的路面用水泥铺装，小于30%的坡道可用沥青铺装，在坡道中部设置10m 的测速路段。允许以表面平整、坚实、坡度均匀的自然坡道代替。大于40%的纵坡必须设置安全保险装置。 5、试验前的准备 按汽车道路试验方法通则 6、试验方法 6.1 非越野车爬坡试验方法 6.1.1 试验车使用最低档，如有副变速器也置于最低档，将试验车停于接近坡道的平直路段上。 6.1.2 起步后,将油门全开进行爬坡. 6.1.3 测量并记录汽车通过测速路段的时间及发动机转速. 6.1.4 爬坡过程中监视各仪表（如水温、机油压力）的工作情况，爬至坡顶后，停车检查各部位有无异常现象发生，并做详细记录。如第一次爬不上，可进行第二次，但不超过两次。 6.1.5 爬不上坡时，测量停车点(后轮接地中心)到坡底的距离，并记录爬不上的原因。 6.1.6 如没有厂方规定坡度的坡道，可增减装载质量或采用变速器较高一档（如I 档）进行试验，再按式（1）折算为厂定最大总质量下，变速器使用最低档时的爬坡度； 最大爬坡度a m =sin -1（ 实实 实a i i Ga Ga sin 1 ） 式中：a 实——试验时的实际坡速，度；
max max 0r g e mg r i T i ψη≥§2.1 变速器主要参数的选择 一、档数和传动比 近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4~5个档位的变速器。本设计也采用5个档位。 选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。 汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有 则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比为 （2-1） 式中 m ----汽车总质量； g ----重力加速度； ψmax ----道路最大阻力系数； r r ----驱动轮的滚动半径； T emax ----发动机最大转矩； i 0----主减速比； η----汽车传动系的传动效率。 根据驱动车轮与路面的附着条件 求得的变速器I 档传动比为： （2-2） 式中 G 2----汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷； φ----路面的附着系数，计算时取φ=0.5~0.6。 由已知条件：满载质量 1800kg ； r r =337.25mm ； T e max =170Nm ； i 0=4.782； η=0.95。 根据公式（2-2）可得：i gI =3.85。 超速档的的传动比一般为0.7~0.8，本设计去五档传动比i g Ⅴ=0.75。
2.551.691.12(1)gII gIII gIV i i i === 修正为A K =中间档的传动比理论上按公比为： （2-3） 的等比数列，实际上与理论上略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可的出：q =1.51。 故有： 二、中心距 中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的 强度。三轴式变速器的中心局A （mm ）可根据对已有变速器的统计而得出的经 验公式初定： (2-4) 式中 K A ----中心距系数。对轿车，K A =8.9~9.3；对货车，K A =8.6~9.6；对多档 主变速器，K A =9.5~11； T I max ----变速器处于一档时的输出扭矩： T I max =T e max i g I η =628.3N ﹒m 故可得出初始中心距A=77.08mm 。 三、轴向尺寸 变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。 轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.0~3.4A 。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关： 四档(2.2~2.7)A 五档(2.7~3.0)A 六档(3.2~3.5)A 当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数K A 应取给出系数的上限。为检测方便，A 取整。 本次设计采用5+1手动挡变速器，其壳体的轴向尺寸是 3?77.08mm=231.24mm ， 变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。
速度公式卡车常用计算公式 1.1速度下列公式一般适用于基于发动机速度、轮胎类型和总体速比基础上的驾驶速度的计算：公式18：速度其中： V=驾驶速度，（km/h）nMot=发动机速度，（1/min） U=轮胎滚动圆周，（m） IG=变速器传动比 iV=分动器速比 iA=驱动轴的最终传动比为计算理论最大速度（或设计最高速度），发动机速度增加4%。因此公式如下: 公式19：理论最大速度注意：该计算专门用于计算基于发动机速度和传动比基础上的理论最终速度。该公式未考虑当驾驶阻力抵消驱动力的时候实际最大速度会低于这个速度的事实。对实际可得速度的估算使用驾驶性能计算方法，其中一侧的空气阻力、滚动阻力和爬坡阻力与另一侧的牵引力相互抵消。该计算方法可见1.8部分“驾驶阻力”。对带有符合92/24/EEC规定的限速器的车辆，设计最高速度通常是85km/h。计算示例：车辆： 33.430 6×6 BB 轮胎型号：315/80 R22.5 滚动圆周：3.280m 低速档传动比：13.80 高速档传动比：0.84 在最大发动机扭矩时的最小发动机速度：1.000/min 最大发动机速度：1.900/min 在公路应用中分动器G 172的速比：1.007 在非公路应用中分动器G 172的速比：1.652 最终传动比：4.00 要求进行下列解答： 1．在非公路应用中最大扭矩下的最小速度 2．没有限速器的情况下的理论最大速度解答1：解答2：第 1 页共 23 页 可能的理论速度是115km/h，但有限速器时限制速度为90km/h。（必须要考虑时，因为公差的原因，速度实际设定为89km/h。） 1.2效率效率指动力输出与动力输入的比率。由于动力输出总是小于动力输入，所以效率η总是＜1或＜100%。公式20：效率当几个单元联接成一系列时，各自的效率相乘。单个效率的计算示例如下：液压泵的效率η=0.7。如果要求的公率输出Pab是20kW，功率输入Pzu该是多少？解答：多个效率的计算示例如下：液压泵的效率η1=0.7。该泵通过带有两个接头的铰接轴系统驱动一个液压马达。单个的效率液压泵：η1=0.7 铰接轴接头a：η2=0.95 铰接轴接头b：η3=0.95 液压马达：η4=0.8 功率要求即功率输出Pab=20kW，则功率输入Pzu？解答：全部效率：功率输入：第 2 页共 23 页 1.3牵引力牵引力取决于： ? ? ? 发动机扭矩全部速比（包括车轮上的速比）动力传动的效率公式21：牵引力 FZ=牵引力，（N） MMot=发动机扭矩，（Nm）η=传动系统的全部效率-见表30的指导数值 IG=传动比 iV=变速器速比 iA=驱动轴的最终传动比 U=轮胎滚动圆周，（m）牵引力的计算示例见1.4.3爬坡能力的计算。 1.4爬坡能力 1.4.1上坡或下坡的行驶距离车辆的爬坡能力用百分比（%）表示。例如，数据25%意味着可以越过水平长度I=100m，高度h=25m的坡。下坡是同样的含义。行驶的实际距离c按下列公式计算：公式22：上坡或下坡的行驶距离 c=行驶距离，m I=上坡或下坡的水平长度，m h=上坡/下坡的垂直高度，m p=上坡/下坡的坡度，% 计算示例坡度p=25%。长度200m的行驶距离是多少？ 1.4.2上坡或下坡的角度上坡或下坡的角度用下列公式计算公式23：上坡或下坡的坡度角a=坡度角，° p=上坡或下坡的坡度，% h=上坡/下坡的垂直高度，m c=行驶距离，m 第 3 页共 23 页 计算示例：如果坡度25%，坡度角是多少？图96 坡度比率、坡度、坡度角 TDB-171 Downhill gradient:下坡坡度 Uphill gradient:上坡坡度 Gradient ratio：坡度比率 1.4.3爬坡能力的计算爬坡能力取决于： ? 牵引力（见公式21） ? 全部的组合质量，包括挂车或半挂车的全部质量 ? 滚动阻力 ? 附着力（摩擦力）爬坡能力公式如下：公式24：爬坡能力其中 P=爬坡能力，% MMot=发动机扭矩，Nm FZ=牵引力，（N）（根据公式21计算） GZ=全部组合质量，kg fR=滚动阻力系数见表29 iG=传动比 iV=变速器速比第 4 页共 23 页
3 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： （ km/h） (1) 其中：为车轮滚动半径，m; 由经验公式： (m) d----轮辋直径，in b----轮胎断面宽度，in ---轮胎变形系数 为发动机转速，r/min；为后桥主减速速比； 为变速箱各档速比，，为档位数，（以下同）。 3.1.2 各档牵引力 汽车的牵引力： （ N ） (2) 其中：为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N?m；为传动效率。 汽车的空气阻力： （ N ） .. (3) 其中：为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2。 汽车的滚动阻力： （ N ） (4) 其中：＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，为滚动阻尼系数汽车的行驶阻力之和：
（ 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： （kw） ... (6) 其中：为第档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。 汽车的阻力功率： （kw） (7) 3.1.4 各档动力因子计算 .... ..(8) 各档额定车速按下式计算 （km/h） ...... (9) 其中：为发动机的最高转速； 为第档对应不同转速（或车速）下的动力因子。 对各档在[0，]内寻找使得达到最大，即为各档的最大动力因子 注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线 3.1.5 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。 3.1.5.1 根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程 ，
求解。舍去中的负值或非实数值和超过额定车速的值；若还有剩余的 值，则选择它们中最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速作为最高车速。 额定车速按下式计算 （km/h） (10) 其中：为发动机的最高转速 为最高档传动比 3.1.5.2 附着条件校验 根据驱动形式计算驱动轮的法向反力 驱动形式 4*4全驱： 4*2前驱： 4*2后驱： 其中：为轴距，为满载或空载质心距前轴的距离 若满足下式 其中：——道路附着系数 则表示“超出路面附着能力，达不到计算得出的最高车速值！” 3.1.6 爬坡能力计算 (11) 其中：为第档对应不同转速（或车速）下的爬坡度 3.1.6.1 各档爬坡度在[0，]中对寻优，找到最大值 3.1.6.2 附着条件校验 计算道路附着系数提供的极限爬坡能力 驱动形式 4*4：，计算 4*2 前驱：，计算
第六单元 混合运算 【例1】某家纺门市应客户要求需要订做窗帘和被罩。采购了185米花布，已知做一个窗帘需要8米，做了13个这样的窗帘后，用余下的花布做被罩，做一个被罩需要3米布，余下的花布可以做多少个这样的被罩？ 解析：先做窗帘再做被罩，要求剩下的花布可以做多少个这样的被罩，就要先求出做窗帘之后剩下多少米布，根据题意可以画出如下示意图： 185米 做窗帘用去13×8米 剩下？米 再用剩下的花布米数除以做一个被罩需要的米数，即可求出做的被罩个数。 解答： 185-13×8=81（米） 81 ÷3=27（米） 答：余下的花布可以做27个这样的被罩。 【例2】有两箱肥皂，第一箱有21块，第二箱有87块，如果每次从第二箱中拿出3块放入第一箱，那么需要拿多少次才可以使两箱肥皂数量同样多？ 关键是知道从第二箱中拿出多少块肥皂 放入第一箱中，可以利用移多补少的方法来 解决问题。
题中已告诉每次从第二箱中拿出3块肥皂放入第一箱中，要知道拿多少次才能使两箱肥皂同样多，就是求另一份中有几个3 块，用除法计 算。 解答：（ 87-21）÷ 2 =66 ÷2 =33（块） 33÷3=11（次） 答：需要拿11次才可以使两箱肥皂数量同样多。 【例3】里填上合适的数。 ×÷4-37=67 解析：观察算式可知，等于号的左边都是一个两步混合运算的算式，解决此题的关键是点是把两步混合运算中需要先算的部分找出来，把它看作一个整体，再根据加减法中各部分间的关系，求出这个整体所代表的数是多少，再进一步计算就可算出方框里要填的数。 ×3 ”部分 看作一个整体，即看作一个加数，原式就 变成：一个加数+另一个加数=和的形式， 根据-另一个加数” ×， =26；
汽车总体设计、计算参数汽车总体设计、计算参数 一、外形尺寸参数 1、轴距L 2、前后轮距B1与B2 3、汽车的外廓尺寸 总长、总宽、总高 GB 1589-79 4、汽车的前悬LF和后悬LR 由总布置最后确定（保证足够的接近角和离去角） （前悬处要布置发动机、水箱、弹簧前支架、保险杠、转向器等） 二、质量参数 1、汽车的装载量mG 轿车是指载客量，即座位数。 2、汽车的整备质量m0 总体设计初，可对同类型同级别且结构相似的样车及部件的质量进行测定分析，并以此为基础初步估算出新设计车个部件的质量及整车整备质量。 （亦可按照人均汽车整备质量的统计值来估算（人均整备质量/t）） 普通轿车0.18~0.24 中级轿车0.21~0.29 中高级轿车0.29~0.34 3、汽车的总质量ma 整备质量、载客量、行李质量mB、附加设备mF (每人按65kg计，行李质量(轿车)每人5~10kg) 4、轴荷分配 它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大影响。 轴荷分配对前后轮胎的磨损有直接影响。 三、主要性能参数 1、汽车动力性参数 汽车的动力性参数主要有直接档和I档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。 1）直接档最大动力因数D0 max 2）I档最大动力因数DI max DI max直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。 3）最高车速Va max 以汽车行驶的功率平衡来确定。 GB/T 12544-90 汽车最高车速试验方法 4）汽车的比功率和比转矩 这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。 5）加速时间 “0—100km/h”或“0—80km/h”的换档加速时间。 GB/T 12543-90汽车加速性能试验方法 表一常见轿车的动力性参数范围 发动机排量直接档最大动力因数D0 max I档最大动力因数DI max 最
专用汽车设计常用计算公 式汇集 Prepared on 24 November 2020
第一章专用汽车的总体设计 1 总布置参数的确定 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高） 1.1.1 长 ①载货汽车≤12m ②半挂汽车列车≤16.5m 1.1.2 宽≤ 2.5m（不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡 泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等） 1.1.3 高≤4m（汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态） 1.1.4 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm 1.1.5 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm 1.2专用汽车的轴距和轮距 1.2.1 轴距 轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。 1.2.2 轮距 轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。 1.3专用汽车的轴载质量及其分配 专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。 1.3.1 各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）
1.3.2 基本计算公式 A 已知条件 a ） 底盘整备质量G 1 b ） 底盘前轴负荷g 1 c ） 底盘后轴负荷Z 1 d ） 上装部分质心位置L 2 e ） 上装部分质量G 2 f ） 整车装载质量G 3（含驾驶室乘员） g ） 装载货物质心位置L 3（水平质心位置） h ） 轴距)(21l l l + B 上装部分轴荷分配计算（力矩方程式） g 2（前轴负荷）×（12 1l l +）（例图1）=G 2（上装部分质量）×L 2（质心位置） g 2（前轴负荷）=1222 1)()(l l L G +?上装部分质心位置上装部分质量 则后轴负荷222g G Z -= C 载质量轴荷分配计算 g 3（前轴负荷）×)2 1(1l l +=G 3×L 3（载质量水平质心位置） g 3（载质量前轴负荷）= 1332 1)()(l l L G +?装载货物水平质心位置整车装载质量 例图1
最大爬坡度计算 爬坡时加速档驱动力 110012.42 6.197850.526136813.5o tq g o t o t S T i i N m F R m N η????=== tq o t S T i i R ηgc ——发动机最大转矩 ——变速器加速档传动比——主减速器传动比——传动系统传动效率 ——轮胎静力半径 车速 n ——最大转矩时转速 0.37705261400/min 0.37712.42 6.197 3.61/S a gc o R n u i i m r km h ?=??=? ?= cos 4200010/cos 420000cos f F Gf kg N m f α αα ==???= Ff ——滚动阻力 查表得f=0. 015 f ——滚动阻力系数 ∴ 6300cos f F α= 上坡时车速很小（3.61km/h ）空气阻力Fw 可忽略 =Gsin 42000 kg 10 N/m sin =420000sin i F α αα =??坡度阻力 =0j F 加速阻力 由驱动力——行驶阻力平衡公式t f W i j F F F F F F ==+++∑得 cos Gsin t f i tq g o t S F F F T i i Gf R ηαα=+=+即 代入数据 136813.56300cos 420000sin αα=+
αα令sin =t 则cos 代入方程得 420000136813.5t =- 两边同时平方 ，可化为 72761.76410 1.1510 1.876100t t ?-?+?= 解一元二次方程 0.326 t =≈ 可得t=0.326 即sin α=0.326 利用反三角函数 ∴求得α=19.03°可知 最大爬坡度为32％ H S
第一单元 四则运算 【例1】根据下面的算式列出综合算式。 （1）30-10=20 （2）217＋123=340 20×2=40 340÷17=20 240÷40=6 500－20=480 综合算式（ ） 综合算式 （ ） 解析：本题考查的知识点是用“等量代换”的方法把分步算式改成综合算式。 （1）30-10=20 20×2=40 240÷40=6 ③ ② ① 先算减法 再算乘法 最后算除法 （2）217＋123=340 340÷17=20 500－20=480 ③ ② ① 先算加法 再算除法 最后算减法 解答： （1）240÷[（30－10）×2] （2）500-（217＋123）÷17 【例2】 一道减法算式中，被减数、减数和差的和是460，减数比差少30，被减数、减数和差分别是多少？ 解析：本题考查的知识点是减法各个部分之间的关系，解答时可以使用图示法来帮助分析。 根据减法各个部分之间的关系:被减数=差+减数以及被减数、减数和差的和是460，得出2个被减数的和是460，一个被减数就是460÷2=230。还知道差-减数=30，因此，减数和差之间的关系可以画出下面的线段图： 差数: 230 减数： 30 从线段图中得出：从230里减去30就是2个减数，再除以2就是一个减数，然后根据差与减数的关系求出差。 要点提示： 改变运算顺序就要使用括号。 要点提示： 去掉一个30就是两个减数。
还可以利用差与减数的和是230，让减数加上30，也就是说230+30就是两个差的和，再除以2就是一个差，然后根据差与减数的关系求出减数。（如下图） 30 差数: 230 减数： 30 解答： 方法一：方法二： 被减数：460÷2=230 被减数：460÷2=230 减数：（230-30）÷2=100 差：（230+30）÷2=130 差：230-100=130 减数：230-130=100 答：被减数、减数和差分别是230、100和130。 【例3】小强在计算除法时，把除数76写成67，得到的商是15还余5。正确的商应该是多少？ 解析：本题考查的知识点是除法各个部分之间的关系，解答时可以利用“错中求解”的方法来解答。 结合条件“把除数76写成67得到的商是15还余5”，根据被除数=商×除数+余数，可以求出除数是67时的被除数是多少，列式计算为67×15+5=1010，这样再用1010除以76就可以求出正确的商。 解答：67×15+5=1010 1010÷76=13 (22) 答：正确的商是13还余22。 【例4】同学们，你们玩过扑克牌游戏“24点”吗？它是一种填运算符号游戏，就是运用加、减、乘、除四种运算方法（也可用括号）进行计算，得出24。 下面自己试试吧。 要点提示： 填补上一个30就是两个差。
几个汽车的爬坡角度常识 1.资料1：最大爬坡度： 爬坡的高度与爬坡的水平距离比值的百分数最大爬坡度： 汽车的最大爬坡度，是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度。爬坡度用坡度的角度值（以度数表示）或以坡度起止点的高度差与其水平距离的比值（正切值）的百分数来表示。 最大爬坡度最直接形象的表明了一个汽车通过一个障碍的能力。其值越大，通过性能越强。30度坡= 57."7% 45度坡= 100% 2."资料2汽车的爬坡能力不是用度表示的，而是用正切（tan）表示，就是高度与水平距离之比，用％标记。例如30°的坡应标记为 57."7％。由于因素较多，以下是在不冲坡（坡前起步）的前提下，爬坡能力一般的近似数据，仅供参考： 前驱动轿车，雨雪湿滑路面，＜10％，干粗路面15％；4×2货车，25％，6×4货车，32％；4×4吉普车，50％；东风6×6军用越野车，60％，高水平驾驶甚至可以在中途停车起步。 3."资料3装甲侦察车是一种装有侦察设备的车辆，分履带式和轮式两种，战斗全重5～18吨，个别可达 19."5吨，乘员3～5人，车上配有20～30毫米机关炮和 7."62毫米机枪，个别装有76～105毫米火炮和 14."5毫米机枪。履带式装甲侦察车最大爬坡度可达70％，越壕宽达 2."1米，通过垂直墙高度为 0."7米。轮式装甲侦察车陆上最高时速105公里，最大行程800公里，最大爬坡度为51％。车上一般装有大倍率光学潜望镜、红外夜视观察镜、微光瞄
准镜、微光夜视观察系统和热像仪等。昼间光学仪器对装甲车辆最大观察距离15公里，夜间一般为 1."5～3公里。如装有雷达和激光测距仪，可观察20公里左右。目前，主要的装甲侦察车有美国的M3步兵战车、前苏联BPTIM装甲侦察车、法国AMX-I0RC轮式侦察车和英国的“蝎”式侦察坦克等。
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： 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）。 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 3.1.5 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。 3.1.5.1 根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程 )()(.a r a highest t u F u F =， 求解a u 。舍去a u 中的负值或非实数值和超过额定车速的值；若还有剩余的值，则选择它们中最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速c a u 作为最高车速m ax .a u 。 额定车速按下式计算 377 .0i i n r u h g c e k c a = （km/h ） (10) 其中：c e n 为发动机的最高转速 h g i 为最高档传动比
附录C 波浪计算 C.1 波浪要素确定 C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定，应符合下列规定： 1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。 2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。 3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时，风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离；当水域周界不规则、水域中有岛屿时，或在河道的转弯、汊道处，风区长度可采用等效风区长度Fe，Fe可按下式计算确定： 式中ri——在主风向两侧各45°范围内，每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度（m）； αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角（度），αi＝i×Δα。计算时可取Δα＝7.5°（i＝0，±1，±2，…，±6），初步计算也可取Δα＝15°（i＝0，±1，±2，±3），（图C.1.1）。 图C.1.1 等效风区长度计算 4 当风区长度F小于或等于100km 时，可不计入风时的影响。 5 水深可按风区内水域平均深度确定。当风区内水域的水深变化较小时，水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定： 式中——平均波高（m）； ——平均波周期（s）； V——计算风速（m/s）； F——风区长度（m）； d——水域的平均水深（m）； g——重力加速度（9.81m/s2）； tmin——风浪达到稳定状态的最小风时（s）。 C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。 表C.1.3.1 不同累积频率波高换算 不规则波的波周期可采用平均波周期表示，按平均波周期计算的波长L 可按下式计算，也可直接按表C.1.3-2确定。