1.4 汽车总体设计整车性能仿真与系统匹配要点
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汽车整车动力性仿真计算汽车整车动力性仿真计算是指通过计算机模拟的方式,对汽车整车在行驶过程中的动力性能进行分析和评估的过程。
该计算是基于车辆的动力学模型和各种输入参数,通过数值计算方法得出的结果,可以用于优化车辆的设计和调整工艺参数,以提高汽车的动力性能。
1.动力系统模型:汽车整车动力性仿真计算首先要建立动力系统的模型,包括发动机、变速器、传动轴、驱动轴和车轮等组成部分。
这些部分的动力学模型要准确地描述各个部件之间的作用和相互影响。
2.输入参数设置:仿真计算需要确定一系列的输入参数,如车辆的质量、空气阻力系数、轮胎的摩擦系数、发动机的功率和扭矩曲线等。
这些参数对于仿真计算的结果有着重要的影响,需要根据实际情况进行准确的测量和设置。
3.常规工况仿真计算:仿真计算通常会对车辆在不同的工况下进行仿真计算,如加速、匀速和制动等情况。
通过这些仿真计算可以得到车辆在各个工况下的加速性能、最高速度、制动距离等数据,用于评估车辆的动力性能。
4.特殊工况仿真计算:除了常规工况外,还需要对一些特殊工况进行仿真计算,如起步时的爆发力、高速行驶时的超车能力等。
这些特殊工况对于车辆的动力性能有着重要的影响,需要进行详细的仿真计算和评估。
5.仿真计算结果分析:对仿真计算的结果进行详细的分析,比如加速时间、最高速度、制动距离等数据。
通过这些数据的分析,可以找出车辆的优点和不足之处,为进一步的优化工作提供依据。
6.参数优化和调整:根据仿真计算的结果,对车辆的各个参数进行优化和调整,以提高车辆的动力性能。
比如调整发动机的进气和排气系统,改善传动系统的效率等。
总之,汽车整车动力性仿真计算是一项非常复杂和关键的工作,通过对汽车的动力性能进行仿真计算和分析,可以为汽车的设计和优化提供参考依据,从而提高汽车的动力性能和性价比。
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究摘要:随着环境保护意识的提高和对能源的需求不断增长,电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具逐渐受到人们的关注。
电动汽车动力系统的设计是实现其高效、可靠运行的关键。
本文以电动汽车动力系统的匹配设计及性能仿真研究为主题,以图表的形式进行详细的实验数据分析和模拟仿真,旨在为电动汽车动力系统的优化设计提供参考。
1. 引言电动汽车作为一种环保、节能的交通工具,其发展前景广阔。
而电动汽车的性能与动力系统的匹配设计密切相关。
优化的动力系统设计将直接影响电动汽车的性能表现,因此,通过动力系统性能的仿真研究,有助于提高电动汽车的整体性能。
2. 电动汽车动力系统匹配设计2.1 电池组选择电动汽车的动力源主要是电池组,对电池组的选择是动力系统匹配设计的关键。
首先,需要确定电动汽车的续航里程和国标工况下耗电量。
根据这些参数,选择能够满足需求的电池组类型和容量,例如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
同时,还需要考虑电池组的成本、重量和体积等因素,综合评估选择合适的电池组。
2.2 电机选择电动汽车的驱动器主要由电机组成,对电机的选择与电动汽车的动力性能密切相关。
首先,需要确定电动汽车所需的最大功率和最大扭矩值。
根据这些参数,选择能够满足需求的电机类型和功率等级,例如直流励磁电机、交流无刷电机等。
同时,还需要考虑电机的效率、重量和体积等因素,综合评估选择合适的电机。
2.3 驱动系统设计驱动系统是电动汽车动力系统的核心部分,其设计直接影响电动汽车的动力性能和能耗。
首先,需要确定驱动系统的传动方式。
根据车辆需求和驱动电机的特性,选择合适的传动方式,如单级减速、多级减速等。
接着,根据传动方式设计主传动比和各级传动比,以实现电机扭矩输出与车辆需求的匹配。
同时要考虑传动效率和传动结构的可靠性,确保传动系统的性能稳定和可靠。
3. 性能仿真研究基于以上的匹配设计,使用仿真软件进行电动汽车动力系统的性能仿真研究。
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究随着可持续发展理念的兴起以及环境保护意识的增强,电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具,受到了广泛关注和研究。
而电动汽车的动力系统是其核心和关键,影响着整车的性能和使用体验。
为了最大程度地发挥电动汽车的优势和提高其性能,匹配设计和性能仿真成为了重要的研究方向。
电动汽车的动力系统由电机、电池组以及控制系统组成。
电机作为动力的源泉,直接影响着车辆的驱动性能。
电池组作为能量储存与释放装置,影响着车辆的续航能力和使用寿命。
控制系统则负责电机和电池组的协调工作,确保整个系统的稳定运行。
因此,动力系统的匹配设计至关重要。
动力系统的匹配设计需要考虑以下几个方面:电机功率与车辆质量的匹配、电池组容量和电机功率的匹配以及控制系统的设计。
首先,电机功率与车辆质量的匹配是为了确保动力输出与车辆的负载匹配,以充分发挥电机的性能。
如果电机功率过小,无法满足车辆的加速和爬坡需求;而如果功率过大,会造成能量浪费和成本的增加。
因此,需要根据车辆的质量和使用场景来选择合适的电机功率。
其次,电池组容量和电机功率的匹配是为了提供足够的能量储存和释放,以满足车辆的续航能力和动力需求。
电池组容量过小会导致续航里程不足,限制了电动汽车的实用性;而容量过大则会增加车辆的重量和成本。
因此,需要根据车辆的续航需求和电机的功率来选择合适的电池组容量。
最后,控制系统的设计是为了保证整个动力系统的安全和稳定运行。
控制系统包括电机控制器和电池管理系统两个部分。
电机控制器负责电机的启停、转向和速度调节等功能;而电池管理系统则负责电池的充放电控制和性能监测。
通过合理的控制系统设计,可以提高电动汽车的驾驶安全性和稳定性。
为了验证匹配设计的效果和性能,进行性能仿真是必不可少的步骤。
性能仿真可以通过建立动力系统的数学模型,模拟车辆在不同工况下的性能表现。
通过仿真可以评估匹配设计的合理性、动力系统的稳定性以及对车辆性能的影响。
通过分析仿真结果可以为动力系统的优化提供指导和依据。
汽车整车性能仿真与优化研究一、引言随着汽车行业的不断发展,汽车整车性能仿真与优化研究已成为汽车工程技术领域中不可或缺的重要内容之一。
汽车整车性能仿真与优化研究是指基于数学模型和仿真软件,对汽车整车的车体、底盘、动力总成等各部分进行仿真分析,并对仿真结果进行优化,以实现整车性能的提升和优化。
二、汽车整车性能仿真的意义1. 提高汽车整车设计流程效率汽车整车设计是一个复杂的系统工程,传统的设计方法需要通过制作样车和试验验证的方式来进行,时间长、成本高、效率低。
汽车整车性能仿真技术能够通过建立数学模型和使用仿真软件,快速模拟整车行驶过程,以验证设计方案的可行性和优化方案的效果。
通过汽车整车的仿真分析,可以在设计阶段就对汽车整车的性能进行评估和优化,提高设计过程的效率,降低制造成本。
2. 优化汽车整车性能汽车整车的性能是指车辆在各种工况下的运动性能和燃油经济性等指标。
从动力、制动、悬挂、轮胎、转向等方面进行综合优化,可以达到整车性能的最优状态。
使用汽车整车性能仿真技术可以实现对整车性能进行快速有效的分析和优化,提高汽车整车的性能指标,满足汽车用户对性能的需求。
3. 促进汽车产业发展汽车整车性能仿真与优化研究是汽车工程技术发展的重要方向之一,它的发展可以带动汽车相关产业的发展,提升汽车整车行业的竞争力。
汽车整车性能仿真技术不仅可以在整车设计开发阶段应用,还可以用于汽车后期改进、改型和改装等领域,实现全方位的优化和提升。
三、汽车整车性能仿真技术分析整车性能仿真技术主要包括动力学仿真、行驶阻力仿真、制动仿真、悬挂仿真、转向仿真、燃油经济性仿真等方面。
1. 动力学仿真动力学仿真是指对整车动力系和传动系进行仿真分析。
主要研究点包括发动机、变速器、离合器、传动轴、驱动桥等。
通过建立数学模型,计算发动机输出扭矩、变速器挡位传递效率、传动轴传递效率和驱动桥传递效率等参数,以及车辆的加速度、速度和牵引力等指标。
动力学仿真可以评估和优化汽车的动力性和加速性能,减少能量损失,提高燃油经济性。
整车性能对标方法及应用整车性能对标是指将某一款车辆的性能参数与其他同类型或同级别的车辆进行比较和评估的过程。
通过整车性能对标,可以客观地评估一个车辆在动力性能、操控性能、安全性能、燃油经济性等方面的优势和劣势,为消费者选择适合自己需求的车辆提供参考,也为汽车制造商改进产品提供指导。
1. 性能评估指标的选择:在进行整车性能对标之前,需要确定一些适合比较的性能指标,例如最大马力、最大扭矩、加速时间、制动距离、续航里程等。
这些指标应当具有代表性和客观性,并且能够反映出车辆在不同方面的性能优劣。
2. 对比车型的选择:在进行整车性能对标时,需要选择与待测车型具有相似特性的其他车型进行对比。
这些车型可以来自同一品牌的不同车系,也可以来自不同品牌的同级别车型。
选择合适的对比车型可以更好地评估待测车型的性能水平。
3. 测试数据的采集:对待测车型和对比车型进行测试,采集各项性能数据。
通过测试数据的比较,可以直观地了解各个车型在不同方面的性能差异,从而评估待测车型的性能水平。
4. 数据分析与对比:将采集到的测试数据进行整理和对比,分析各个车型在不同性能指标上的表现。
可以通过绘制图表或制作对比表格的方式,更直观地展示各个车型之间的性能对比结果。
通过对比分析,可以找出待测车型的优势和劣势,为选择和改进提供依据。
整车性能对标方法及应用的目的是为了评估车辆的性能水平,帮助消费者选择适合自己需求的车辆,同时也为汽车制造商改进产品提供参考。
消费者可以通过了解不同车型的性能对比结果,选择性能更优秀的车辆,满足自己对驾驶品质的追求。
汽车制造商则可以通过分析对比结果,了解竞争对手的产品优势,改进产品,提升市场竞争力。
整车性能对标也可以促进整个汽车行业的竞争和进步。
汽车仿真知识点总结一、汽车仿真的概念汽车仿真是指利用计算机技术对汽车的动力学、热力学、结构强度、流体力学、声学等特性进行数值计算和模拟,以评估汽车的性能和可靠性,并优化汽车的设计。
汽车仿真技术可分为车辆动力学仿真、车辆碰撞仿真、车辆热管理仿真、车辆空气动力学仿真等多个领域。
通过汽车仿真技术,可以更真实地模拟汽车在各种工况下的行驶和工作状态,加快产品设计和优化的速度,提高研发效率。
二、汽车仿真的应用领域汽车仿真技术在汽车工业中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 汽车设计与开发:通过汽车仿真技术,可以对汽车的动力系统、传动系统、悬挂系统、车身结构等进行建模、分析和优化,确保汽车在各种工况下的性能和可靠性。
2. 碰撞安全性评估:通过碰撞仿真,可以模拟汽车在各种碰撞情况下的受力和变形情况,评估汽车结构的安全性,并优化车身设计,提高碰撞安全性。
3. 发动机燃烧仿真:通过发动机仿真技术,可以对发动机的燃烧过程、燃烧效率、排放性能等进行分析和优化,提高发动机的工作效率和环保性能。
4. 空气动力学优化:通过空气动力学仿真,可以对汽车外形、车身尺寸、车身细节等进行优化,降低风阻系数,提高汽车的空气动力学性能。
5. 热管理系统仿真:通过热管理仿真,可以对汽车的散热系统、冷却系统、空调系统等进行分析和优化,确保汽车在各种气候条件下的热管理性能。
三、汽车仿真的常用软件目前,汽车仿真领域有很多专业的仿真软件,常用的软件包括:ADAMS、CARSIM、RECDOYN、MATLAB、SIMULINK、GT-SUITE、ANSYS、FLUENT等。
这些软件在汽车动力学仿真、碰撞仿真、热管理仿真、空气动力学仿真等方面都具有优秀的性能和实用性。
不同的软件在不同的仿真领域有着各自的优势和适用性。
ADAMS是一款集成了多体动力学、刚体动力学和柔性体动力学的仿真软件,可用于汽车的动力学仿真和悬挂系统优化。
CARSIM是一款用于汽车动力学仿真和车辆控制系统仿真的软件,可用于汽车的悬挂系统、转向系统、制动系统等的建模和设计。
车身结构仿真设计与性能分析一、引言随着各行各业的快速发展,汽车产业也得到了飞速的发展。
在汽车发展的过程中,车身结构设计和性能测试一直是关注的热点问题。
为了提高汽车的整体性能,车身结构仿真设计和性能分析已经成为了汽车生产的必要工作。
本文将介绍此过程的基本步骤和应用场景。
二、车身结构仿真设计的基本步骤1.建立实体模型建立3D实体模型是车身结构仿真设计的基础。
通过使用CAD软件,我们可以轻松地建立出汽车的三维实体模型。
在建立实体模型时,需要考虑到各个零部件的连接方式、结构以及材料的特性等因素。
2.网格分割在建立实体模型后,需要将其网格分割。
网格分割的目的是将三维实体模型划分为许多小的元素,这些小元素的属性和性能可以被计算机程序识别和计算。
网格划分应该考虑到模型的复杂度、计算效率、计算精度等因素。
3.选择仿真软件选择适当的仿真软件,也是车身结构仿真设计的重要步骤。
该软件需要具备规模化仿真计算能力,同时能够对多个场景进行耦合计算。
在选择仿真软件时,应该考虑到其适应性、计算效率、计算精度以及运行环境等因素。
4.设定仿真参数及初始化在开始仿真计算之前,需要设置仿真计算的参数和初始化信息,包括材料特性、结构特性、力学载荷、边界条件等等。
其中,材料特性和结构特性是关键参数,必须设置合适的值,以保证仿真结果的准确性和可靠性。
5.开始仿真计算在完成前面的准备工作后,就可以开始进行仿真计算了。
在仿真计算的过程中,应该同时进行多个场景的计算,并对场景之间进行有效的耦合,以保证各个场景之间无缝衔接,确保仿真结果的准确性和可靠性。
三、车身结构仿真设计的应用场景1.结构强度分析车身结构强度分析是车身结构仿真设计的一个重要应用场景。
通过分析汽车在不同工况下的强度,可以评估汽车在不同状态下是否稳定,并确定汽车的最大荷载及其限制条件。
这对于提高汽车安全性和性能有着重要的意义。
2.车身振动分析车身振动分析是另一个非常重要的车身结构仿真应用场景。
动力系统仿真中的车辆仿真技巧与常见问题解答动力系统仿真是汽车行业研发过程中不可或缺的一项技术,它可以帮助工程师在虚拟环境中进行车辆性能分析和优化。
在动力系统仿真中,车辆仿真技巧起着重要的作用。
本文将介绍一些车辆仿真技巧,并解答一些常见问题。
一、车辆仿真技巧1.选择合适的仿真软件在进行动力系统仿真时,选择合适的仿真软件至关重要。
常用的车辆动力学仿真软件有CarSim、ADAMS和Simulink等。
选择仿真软件时,需要考虑其模型准确性、用户友好性以及可扩展性。
同时,还要考虑软件对多种动力系统部件的支持程度,如发动机、变速器、悬挂等。
2.有效准确的多体动力学模型建立多体动力学模型是车辆仿真的基础,在建立多体动力学模型时,需要准确地建立车辆的几何形状、质量分布、悬挂结构等。
同时,还需要考虑车辆的动力学特性,如力学特性、阻力特性和轮胎特性等。
为了提高模型的准确性,可以利用实际测量数据进行校准。
3.设置准确的边界条件在进行车辆仿真时,需要设置准确的边界条件,如路面条件、环境温度和大气压力等。
这些参数对模拟结果有着重要的影响。
可以通过实地测试、文献调研或者其他仿真工具来获取这些边界条件。
4.参数优化与敏感度分析参数优化与敏感度分析是车辆仿真中常用的技巧,它们可以帮助工程师在设计阶段发现问题并进行优化。
参数优化可以通过改变模型参数来寻找最优配置,而敏感度分析可以评估参数变化对模拟结果的影响。
这些技术可以帮助工程师进行有效的方案优化。
二、常见问题解答1.为什么车辆仿真的结果与实际测试结果存在差异?车辆仿真是一种模型计算过程,其结果受到多个因素的影响,如模型的准确性、边界条件的选择以及参数的设定等。
在实际测试中,存在许多难以控制的因素,如风速、路面摩擦系数等。
因此,模拟结果与实际测试结果存在差异是正常的。
为了减小差异,可以通过模型校准和合理选择边界条件来提高模拟结果的准确性。
2.如何选择合适的车辆参数?选择合适的车辆参数是进行车辆仿真的关键。
车身匹配知识点总结一、外观设计外观设计是车身匹配的关键环节。
一个成功的车身设计应该满足以下要求:1. 美观大方:外观设计应该符合现代审美观念,具有时尚、动感和个性化的特点,使车辆在市场中更具吸引力。
2. 车体比例协调:车身的长宽高比例要协调,各部件布局要合理,整体结构要对称美观。
3. 空气动力学设计:尽可能减小车身的风阻系数,提高汽车行驶的稳定性和燃油经济性。
4. 辨识度强:车辆的外观设计应突出品牌特色,形成独特的外观造型,具有辨识度。
二、车身结构设计车身结构设计是车身匹配的重要环节。
一个合理的车身结构设计应该具备以下特点:1. 结构刚性强:车身要具有较高的整体刚性,确保行车安全和操控性。
2. 轻量化设计:采用轻量化材料,如铝合金、高强度钢材等,降低车身质量,提高燃油经济性。
3. 安全防护性能好:车身要具有良好的碰撞安全性能,有效保护车内乘员。
三、颜色选择车身颜色是影响整车外观的重要因素之一。
颜色选择要考虑以下因素:1. 市场需求:根据市场需求和趋势选择流行的颜色,符合消费者审美观念。
2. 品牌定位:颜色要与品牌形象相匹配,突出品牌特色和产品个性。
3. 环保可持续性:要选择环保、可持续性的涂料材料,减少对环境的污染。
四、材料应用车身材料的选择对车身匹配具有至关重要的影响。
材料应用要考虑以下因素:1. 轻量化材料:采用轻量化材料可以减轻整车质量,提高燃油经济性。
2. 高强度材料:使用高强度钢材、碳纤维等材料加强车身刚性,提高安全性能。
3. 外观材料:车身外观装饰材料的选择要考虑色泽、表面处理等因素,确保外观质量和耐久性。
五、生产工艺车身匹配还需要考虑到生产工艺。
生产工艺会对车身匹配产生很大的影响:1. 模具设计:模具设计要符合车身零部件的外观要求和尺寸精度要求。
2. 制造工艺:采用现代化的制造工艺,如冲压、焊接、车削等工艺,确保车身的质量和精度。
3. 工艺流程:合理的工艺流程和装配工艺可以提高生产效率,降低生产成本。
1.4 汽车总体设计整车性能仿真与系统匹配1.4.1动力性能仿真计算(1) 计算目的汽车的动力性是汽车重要基本性能指标之一。
动力性的好坏,直接影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要进行动力性计算,预测今后生产车型是否满足使用要求。
使汽车具有良好的动力学性能.(2) 已知参数如表所示a 设计载荷确定:该车型设计载荷根据德国标准DIN 70020规定:在空车重量(整备质量)的基础上加上座位载荷。
5座位轿车前面加2人、后排加1人,也称为半载作为设计载荷, 重量假定为68kg加上随身物品7kg,重心对于不可调整座位在R点(设计H点)前50mm,可调整作为R点前100mm处。
我国标准常常规定满载作为设计工况. 对于该计算车型如采用德国标准, 则具体计算为:1070kg+3*(68kg+7kg)=1295kgb 迎风面积:根据迎风面积计算公式:A=0.78BH确定,其中:A迎风面积,B车宽,H 车高。
对于该车型而言具体计算为:A=0.78*1710mm*1427mm=1.90m2c 传动效率:根据该轿车的具体传动系统形式,传动系统的传动效率大体可以由变速器传动效率,单级主减速器传动效率,万向节传动效率组成。
具体计算为:95%(变速器)乘96%(单级主减速器)乘98%(万向节)=89.4%,同时考虑到,一般情况下采用有级变速器的轿车的传动系统效率在90%到92%之间,对上述计算结果进行圆整,对传动系统效率取为90%d 滚动阻力系数:滚动阻力系数采用推荐拟和公式进行计算:)19440/1(20a u f f +=,其中:0f 取为0.014(良好水泥或者沥青路面),a u 为车速km/h 。
(3) 发动机外特性曲线i. AJR 发动机 ii AFE 发动机图1.4.1 发动机外特性曲线(4) 基本理论概述汽车动力性能计算主要依据汽车驱动力和行驶阻力之间的平衡关系: j i w f t F F F F F +++= (1.4.1) 表1.4.2 各种受力名称发动发动机t F _驱动力, f F _ 滚动阻力,w F _ 空气阻力,i F _ 坡道阻力,j F _加速阻力, 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具体说明如下:驱动力行驶阻力平衡图:驱动力:d g g tq t r i i T F η0=,N (1.4.2) 其中:tq T :发动机的扭矩,根据发动机使用外特性曲线来确定。
也就是说我们可以根据发动机的转速利用外特性曲线进行插值计算来获得, 单位N.M.g i :变速器各个挡位的传动比0i :主减速器传动比g η:传动系统各个挡位情况下的传动效率d r :车轮的滚动半径,单位m滚动阻力:)cos(αmgf F f =,N (1.4.3)其中:m :是汽车计算载荷情况下的质量,单位:kgg :重力加速度,单位:m/s 2f :汽车滚动阻力系数α:道路坡角, 单位:rad空气阻力:15.212a D w u A C F =,N (1.4.4) 其中:D C :空气阻力系数,A :迎风面积, 单位:m 2a u :车速,单位是km/h坡道阻力:)sin(αmg F i =,N (1.4.5)其中:m :计算载荷情况下汽车的质量,单位:kgg :重力加速度, 单位:m/s 2α:道路坡角, 单位:rad 加速阻力:dtdu mF a j δ=,N (1.4.6) 其中:δ:旋转质量换算系数,根据估算公式2211δδδ++=g i 确定,在轿车中1δ和2δ取值范围在0.03到0.05之间,我们取平均数值1δ=2δ=0.04m :计算载荷情况下汽车的质量, 单位:kgdtdu a :汽车行驶加速度, 单位:m/s 2 在进行不同挡位的驱动力和阻力计算时我们还需要知道车辆速度与发动机转速之间的关系:377.0i i n r u g d a =, (1.4.7) 其中: a u :车速,单位是km/hn :发动机转速,单位是rpm0i :主减速器传动比g η:传动系统各个挡位情况下的传动效率d r :车轮的滚动半径, 单位:m根据上述公式我们就可以方便的确定出汽车的驱动力行驶阻力平衡曲线,求出驱动力和行驶阻力的交点即为最高车速。
动力因数图动力因数定义公式:mg F F D w t -= (1.4.8)其中各个参数的含义同前面的说明。
利用公式(1.4.8)结合前面公式就可以计算出汽车各个挡位的动力因数。
功率平衡图在公式(1.4.1)的基础上,如果我们在公式两端乘以车辆速度a u ,经过整理就可以得到功率平衡计算公式(单位是kW ):)3600761403600)sin(3600)cos((13dtdu mu Au C u mg u mgf P a a a D a a g e δααη+++= (1.4.9) 其中:e P :发动机效率,单位kW其他各个参数的意义和单位同上述说明。
利用公式(1.4.9)我们就可以计算出汽车行驶功率平衡曲线。
爬坡度曲线由于计算爬坡度时,汽车除了克服空气阻力,滚动阻力之外所有的剩余驱动力都用来克服坡道阻力,所以加速阻力为零。
根据公式(1.4.1)我们可以得到如下公式w t i f F F F F -=+代入公式(1.4.3),(1.4.5)我们就可以得到如下公式:w t F F mg mgf -=+ααsin cos如果我们代入公式 αα2s i n 1c o s -=以及公式(1.4.8),经过整理那么我们就可以得到:22211arcsin f fD f D ++--=α (1.4.10)然后根据公式αtg i =进行转换,这样就可以计算出爬坡度曲线了。
加速时间汽车的驱动力除了用来克服空气阻力,滚动阻力以外主要是用来克服加速阻力,此时坡道阻力为零。
根据公式(1.4.1),(1.4.6)我们可以得到如下公式:j w f t a F F F mdt du =--=][1δ 所以 时间⎰=211u u j du a t 然后我们采用龙贝格数值积分计算方法对上面的公式进行积分就可以得到所需要的加速时间曲线。
(5) 计算分析根据上述已知条件以及相关的计算理论,得到如下计算结果。
a. 该车型的计算实例i. 驱动力行驶阻力平衡图图1.4.2 汽车驱动力与行驶阻力平衡图动力因数图图1.4.3 汽车动力特性图功率平衡图图1.4.4 汽车功率平衡图加速度曲线图1.4.6 汽车爬坡度曲线图图1.4.7 汽车加速时间曲线图根据上述计算条件和计算结果,我们可以确定设计载荷情况下的计算结果:表1.4.3 计算结果从上面的计算结果我们可以看出,试验数值同计算数值之间的误差基本控制在5%工程误差范围之内,汽车的动力性能计算和仿真结果是正确的,可以进行整车匹配设计。
1.4.2 燃油经济性能仿真随着世界石油危机的出现,节约汽车用油是现代汽车制造业和运输业必须首先考虑的问题,在汽车设计之初就必须对所设计汽车的经济性有准确的评价。
(1) 等速百公里油耗计算原理汽车等速百公里油耗计算主要是依据汽车发动机的万有特性曲线以及汽车功率平衡图进行油耗计算。
计算具体过程说明如下:首先计算汽车在不同车速情况下以最高挡位行驶时的阻力功率,主要是空气阻力功率和滚动阻力功率。
根据动力性能的计算公式我们可以知道)761403600)cos((13a D a g e Au C u mgf P +=αη (1.4.11)其中:e P :发动机功率,单位:kWg η:传动系统各个挡位情况下的传动效率m :是汽车计算载荷情况下的质量, 单位:kg 。
g :重力加速度, 单位:m/s 2f :汽车滚动阻力系数α:道路坡角, 单位:radD C :空气阻力系数A :迎风面积,单位:m 2a u :车速,单位:km/h然后根据公式377.0i i nr u g d a =, (1.4.12) 来确定最高挡位情况下发动机转速和车速之间的关系以获得对应不同车速的发动机转速。
其中:a u :车速,单位:km/h n :发动机转速,单位:rpm0i :主减速器传动比g i :传动系统各个挡位情况下的传动效率d r :车轮的运动半径, 单位:m最后利用已经获得的发动机转速和发动机功率根据万有特性曲线进行插值计算获得燃油消耗率m g ,然后根据公式:)00102.0/(g u g Pe Q a m S ρ⋅=(1.4.13)计算得出等速百公里油耗。
其中:Q:等速百公里油耗,单位:LSg:发动机的实际燃油消耗率.m我们利用万有特性曲线通过对转速和功率的插值计算来获得,单位:g/kW/h Pe:发动机工作功率,我们采用设计的阻力功率来获得,也就是包括滚动阻力功率,迎风阻力功率(加速阻力和坡路阻力为零), 单位:kWu:汽车行驶车速,利用车速同发动机转速之间的关系,我们就可以得到这时a的发动机转速, 单位:Km/h:燃油密度, 单位:kg/m2g:重力加速度, 单位:m/s-2(2)微型车10个工况油耗微型车10工况油耗是根据国家标准规定的汽车复杂运行工况来计算的,汽车运行工况的具体规定参见图1.4.8。
图1.4.8 汽车十工况试验循环从上面的图形我们可以看出这些复杂公况主要包括加速工况、恒速工况、减速工况,怠速工况等等。
下面我们逐一说明具体的计算方法: a 恒速工况计算方法同等速百公里油耗的计算方法类似。
首先利用公式(1.4.11),(1.4.12)确定汽车运行状态的功率与车速,然后根据下面公式计算对应的单位时间油耗:)3671.0/(g g Pe Q m t ρ⋅=(单位:L/s )(1.4.14)其中:t Q :等速百公里油耗,单位:Lm g :发动机的实际燃油消耗率,我们利用万有特性曲线通过对转速和功率的插值计算来获得,单位:g/kW/hPe :发动机工作功率,我们采用设计的阻力功率来获得,也就是包括滚动阻力功率,迎风阻力功率(加速阻力和坡路阻力为零),单位:kWa u :汽车行驶车速,利用车速同发动机转速之间的关系,我们就可以得到这时的发动机转速,单位:Km/hρ :燃油密度, 单位:kg/m 2g :重力加速度, 单位:m/s -2然后根据公式:c t c t Q Q ⋅=(单位:L )计算这段恒速阶段时间内的油耗。
其中:c t :行驶时间,单位:s同时这段时间内的行使距离为:c a c t u S =/3.6(单位:m )其中a u 为行驶速度,单位:km/h 。
b 加速工况根据动力性能计算说明书,我们可以知道汽车在行驶过程中的功率表达方式为:)3600761403600)cos((13dtdu mu Au C u mgf P a a D a g e δαη++= (1.4.15)其中:e P :发动机工作功率,单位:kWg η:传动系统各个挡位情况下的传动效率m :是汽车计算载荷情况下的质量,单位:kg 。