汽车的行驶阻力计算

汽车风阻计算公式汽车风阻是指汽车在行驶过程中由于与空气的摩擦而产生的阻力。

对于汽车制造商和设计师来说，了解并准确计算汽车风阻是十分重要的，因为它直接关系到汽车的燃油效率和速度性能。

汽车风阻的主要计算公式是由奥雷耶特和德鲁拉的空气动力学定律推导而来的。

该公式为：阻力力=0.5*空气密度*速度²*面积*阻力系数其中，阻力力是指汽车所受到的阻力的大小；空气密度是指空气的密度，单位通常为千克/立方米；速度是汽车行驶的速度，单位通常为米/秒；面积是指车辆正面所面对的面积，单位通常为平方米；阻力系数是指汽车的阻力系数，是一个无量纲数。

在上述公式中，最重要的参数是阻力系数。

阻力系数代表了汽车对空气阻力的抗性，是通过计算和实验得出的。

阻力系数的大小受到一系列因素的影响，包括车辆的形状、车身倾斜角、车窗是否有下滑以及外部镜子等附件装置。

不同的汽车具有不同的阻力系数。

在非常科学的研究中，一些研究者发现，汽车的形状和车顶高度对于阻力系数的大小有很大的影响。

一般来说，流线型的汽车形状，例如宽度适中的躯干，有助于减小阻力系数，而高车顶和角度大于30度的车窗将增加阻力系数。

因此，现代汽车设计师将流线型作为设计的重要原则，旨在减小车辆的风阻。

当计算汽车风阻时，需要准确测量车辆的面积，并选择合适的阻力系数。

一般来说，汽车的面积可以通过车辆形状的几何模型来估算。

阻力系数可以从汽车的技术手册中获得，这些技术手册通常由汽车制造商提供。

通过以上公式和参数，可以计算出汽车在不同速度下所受到的风阻力的大小。

这个计算结果可以用来评估汽车的燃油效率和速度性能，并为汽车设计和改进提供参考依据。

除了上述的基本风阻公式之外，还有一些辅助计算公式可以用来更精确地计算汽车风阻。

例如，在风速较大的情况下，还需要考虑到进风角度对风阻力的影响。

此外，考虑到空气在汽车周围的流动情况，可以通过数值模拟方法来计算更准确的风阻力。

总结起来，汽车风阻的计算涉及到空气动力学的原理，通过公式、参数和实验结果的综合运用，可以获得比较准确的结果。

行驶阻力方程是描述车辆在不同速度下所受到的阻力的数学模型。

在工程和汽车行业中，行驶阻力方程是一个重要的理论基础，可以用于计算车辆在不同速度下的燃料消耗、动力性能等相关指标。

1. 行驶阻力方程的基本形式在车辆行驶中，车辆需要克服来自空气阻力、滚动阻力和坡度阻力等多种阻力的作用。

行驶阻力方程通常可以表示为如下形式：F = f0 + (c1v + c2v^2 + c3v^3) + f4α其中，F表示行驶阻力，f0为道路载荷常数项，c1v为速度相关的阻力，c2v^2为速度平方相关的阻力，c3v^3为速度立方相关的阻力，f4α为坡度相关的阻力。

此方程详细描述了车辆在不同速度下的行驶阻力情况。

2. 道路载荷常数项f0在上述行驶阻力方程中，道路载荷常数项f0是一个重要的参数，它代表了车辆在静止状态下所受到的阻力。

道路载荷常数项f0与道路摩擦系数、轮胎与地面的接触情况、车辆结构等因素密切相关，是一个与道路和车辆特性紧密相关的参数。

3. 道路载荷常数项f0的影响因素（1）道路摩擦系数：道路摩擦系数是一个描述路面状况的重要参数，它直接影响了车辆在行驶过程中所受到的摩擦力大小。

当道路摩擦系数增大时，道路载荷常数项f0通常也会增大；（2）轮胎与地面的接触情况：车辆的轮胎与地面的接触情况会影响到摩擦力的大小，进而影响到道路载荷常数项f0的数值；（3）车辆结构：车辆自身的重量、形状、悬挂等结构参数也会影响到道路载荷常数项f0的数值。

4. 如何确定道路载荷常数项f0确定道路载荷常数项f0的数值是一个复杂而重要的工作，它通常需要通过实际测试和理论计算相结合的方法来完成。

常见的确定道路载荷常数项f0的方法有：（1）路试实验：通过在实际道路条件下对车辆进行加速、减速、定速行驶等路试实验，利用测功机、动力测功机等设备获得车辆在不同速度下所受到的阻力大小，从而确定道路载荷常数项f0的数值；（2）台架试验：通过在车辆台架上模拟车辆行驶的情况，利用台架测功机等设备获得车辆在不同速度下的阻力大小，从而确定道路载荷常数项f0的数值；（3）理论计算：基于车辆动力学和流体力学等理论，结合车辆和道路特性参数，利用数学模型和计算方法对道路载荷常数项f0进行估算。

创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*汽车行驶阻力模拟（包括惯量模拟）一、 汽车在平坦路面行驶阻力的计算：汽车在平坦路面行驶时受到滚动阻力、空气阻力和加速阻力，如下式所示：j w f F F F F ++=1．滚动阻力：f G F a f ⋅=其中a G 为汽车总重力，从驱G G G a +=，f 为滚动阻力系数，f 为速度的函数，对于轿车，f 的值可用下式计算f=0.0116+0.000142V对于货车，f 的值可用下式计算 f=0.0076+0.000056V2．空气阻力：15.212a D w AV C F =其中，D C 为空气阻力系数 轿车取 0.4-0.6；货车取 0.8-1.0；大客车取 0.6-0.7；Α为汽车迎风面积：H B A ⋅=1 Β为汽车的前轮距 Η为汽车的高度a V 为汽车行驶速度3. 加速阻力：dtdvg G F a j δ= 其中，δ为汽车旋转质量系数，220221ri i I G g r IG gTg f a waηδ++=∑ w I 为车轮的转动惯量，Kg.m2f I 为发动机飞轮的转动惯量，Kg.m 2g i 变速器速比0i 主减速器速比T η汽车传动系的机械效率 r 为汽车轮胎的滚动半径二、 测功机所需加的模拟力：测功机所需加的模拟力有汽车的从动轮所受到的滚动阻力、汽车所受到的空气阻力以及部分加速阻力（除去滚筒和飞轮的惯量所产生的加速阻力和测功机的摩擦阻力），如下式所示：dtdvr I r I g G F AV C f G F c c w a c tr a D PAU)(15.2122121-++-+⋅= 其中， a G 汽车总重g 重力加速度1G 汽车从动轮上的载苛 c tr F 测功机损耗1w I 汽车从动轮转动惯量 c I 滚筒和测功器转子的转动惯量 r 汽车车轮滚动半径c r 滚筒半径dtdv行驶加速度 三、 汽车在路面行驶时的路面阻力的设定汽车在路面行驶时的路面阻力包括滚动阻力和空气阻力，它的值可以通过计算的方法得到，也可以通过实验的方法得到。

汽车行驶阻力模拟（包括惯量模拟）一、 汽车在平坦路面行驶阻力的计算：汽车在平坦路面行驶时受到滚动阻力、空气阻力和加速阻力，如下式所示：j w f F F F F ++=1．滚动阻力：f G F a f ⋅=其中a G 为汽车总重力，从驱G G G a +=，f 为滚动阻力系数，f 为速度的函数，对于轿车，f 的值可用下式计算f=0.0116+0.000142V对于货车，f 的值可用下式计算f=0.0076+0.000056V2．空气阻力：15.212a D w AV C F = 其中，D C 为空气阻力系数 轿车取 0.4-0.6；货车取 0.8-1.0；大客车取 0.6-0.7；Α为汽车迎风面积：H B A ⋅=1Β为汽车的前轮距Η为汽车的高度a V 为汽车行驶速度3. 加速阻力：dtdv g G F a j δ= 其中，δ为汽车旋转质量系数，220221r i i I G g r I G g T g f a w aηδ++=∑ w I 为车轮的转动惯量，Kg.m2f I 为发动机飞轮的转动惯量，Kg.m 2g i 变速器速比0i 主减速器速比T η汽车传动系的机械效率r 为汽车轮胎的滚动半径二、 测功机所需加的模拟力：测功机所需加的模拟力有汽车的从动轮所受到的滚动阻力、汽车所受到的空气阻力以及部分加速阻力（除去滚筒和飞轮的惯量所产生的加速阻力和测功机的摩擦阻力），如下式所示：dtdv r I r I g G F AV C f G F c c w a c tr a D PAU )(15.2122121-++-+⋅= 其中， a G 汽车总重g 重力加速度1G 汽车从动轮上的载苛c tr F 测功机损耗1w I 汽车从动轮转动惯量c I 滚筒和测功器转子的转动惯量r 汽车车轮滚动半径c r 滚筒半径dtdv 行驶加速度 三、 汽车在路面行驶时的路面阻力的设定汽车在路面行驶时的路面阻力包括滚动阻力和空气阻力，它的值可以通过计算的方法得到，也可以通过实验的方法得到。

一、驱动力行驶阻力计算（整车重量m=9000kg ）1.计算参数的设置（以下计算参数均相同）发动机型号 IADe300-40 （221K/2500r/min ）1100N·m/1400r/min 变速器型号 6DSI30TA发动机转速 n=1000~2500r/min ；变速器传动比 ig=[8.71 ，4.90，2.93,1.87,1.30,1.00 ] 汽车迎风面积 A=1.7×2.4=4.08；264.308.48.0=⨯=A C d 高档主传动比 5678.37857.1665.120.10302010=⨯⨯=⨯⨯=i i i i 抵挡主传动比 7142.47857.120.220.103'01'002=⨯⨯=⨯⨯=i i i i传动系机械效率 85.0=t η车桥减速比 20.101=i 滚动阻力系数 9165.0)50(01.00165.0=-+=a r v f 分动器传动高档比 665.102=i 风阻系数 8.0=d C 分动器传动抵挡比 665.1'02=i 滚动半径 r=0.507 轮边减速比 7857.103=i 重力加速度 g=9.82.汽车驱动力——行驶阻力平衡图 计算公式：;15.21;377.0;200a D f g a tg t Au C G F i i rnu ri Ti F ===η汽车驱动力——行驶阻力平衡图计算公式)05.0,07.0(1;;15.21cos ;377.0;21221200==++=-=+===δδδδδδαηgi mF F a Au C Gf F i i rnu ri Ti F rt a D r g a tg t加速度曲线计算公式)05.0,07.0(1;15.21;cos ;377.0;21221200==++=====δδδδδαηgi Au C F Gf F i i rnu ri Ti F a D w f g a tg t加速度时间曲线图汽车用Ⅱ档起步加速行驶至60km/h 的加速时间为11.76s ，加速至100km/h 时的加速时间是32.36s计算公式fD i GF F D Au C F i i rnu ri Ti F wt a D w g a tg t -=-====;;15.21;377.0;20η爬坡性曲线图（分动器抵挡比）计算公式fD i GF F D Au C F i i rnu ri Ti F wt a D w g a tg t -=-====;;15.21;377.0;20η爬坡性曲线图（分动器高挡比）计算公式;;15.21;377.0;20GF F D Au C F i i rnu ri Ti F w t a D wg a tg t -====η动力特性图计算公式ta D t a fw e g a Au C mgfu P TnP i i rn u ηη761403600;9549;377.030+===功率平衡图。

湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY1-3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图一、驱动力—行驶阻力图二、驱动力—行驶阻力图的应用三、动力特性图HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY驱动力-行驶阻力平衡图将汽车行驶方程式用图解法来进行分析，从而确定汽车的动力性。

HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY二.驱动力-行驶阻力图的应用1、确定汽车的最高车速2、确定汽车的剩余驱动力3、确定汽车的加速能力4、确定汽车的爬坡能力湖北汽车工业学院汽车工程系HBQYa) 若汽车最高挡驱动力F t5 与F f +F w 曲线有交点，则交点处的车速即为汽车最高车速u amax 。

HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY各F t 曲线与(F f +F w )曲线之间所夹的垂直线段，表示剩余驱动力，可作为加速、爬坡或拖挂的牵引力。

2、确定剩余驱动力HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY汽车的加速度曲线3、确定汽车的加速能力HBQYb.加速时间的计算du aj = dtunt=u0∫1 du aj图解法近似计算步骤： （1）由aj-ua → 1/aj-ua（加速度倒数曲线）湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile加速时间的计算HBQY（2） 分段求面积，即 速度区间的加速时间 ∆1 、∆2 、∆3 、… ，然 后计算∆1、∆1+∆2 、 ∆ 1+∆2+∆3 、 … ，即得从 u0→u1、u0→u2、…的加 速时间。

注意：若选择横坐标amm=1km/h，纵坐标bmm=1s2/m作为比例尺， 则 ∆t＝∆/(3.6ab)湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile加速时间的计算HBQY（3）作出t-ua曲线。

注意：1).换档时车速不变。

选车必看：汽车动⼒详细计算实例（2）(本⽂代表我个⼈观点，仅供读者参考)详细分析⼀辆车的动⼒参数有利于对⽬标车型实际使⽤时出现的各种情况作出预测，这对于注重汽车性能的中国成熟汽车消费群体来说很有必要。

我们将采⽤计算汽车驱动⼒、结合⾏驶速度、风阻系数、公路坡度和乘员数量等参数深⼊分析汽车动⼒，和车友从运动理论⾓度分享爱车的动⼒情况，在新购买车辆时可以选到既满⾜需要，性价⽐也合适的车型。

物理学知识告诉我们：所有阻碍车辆⾏驶的⼒量被称为⾏驶阻⼒，推动汽车⾏驶的⼒量被称为驱动⼒，当驱动⼒⼤于⾏驶阻⼒时车辆就⾏驶。

我们来分享⼀下这两个“⼒”。

⼀、驱动⼒演绎1、计算驱动⼒的基本公式专业⼈员和资深玩友都知道这个计算汽车驱动⼒的基本公式：驱动⼒=（输出扭矩×挡位速⽐×主减速器速⽐×机械传动效率）/车轮半径仔细解读这些参数有利于加深我们对整个汽车动⼒原理的理解。

整个参数运⽤的算法停留在乘法和除法层⾯，没有⾛出四则运算的范围，所以，只要⼿上拿个计算器，不要按错键，⼤家都可以轻松计算出正确结果。

下⾯我们就来⼀⼀解读这些参数的意思。

2、驱动⼒就是推动汽车⾏驶的⼒量。

从发动机曲轴输出扭矩开始，经过减速器、变速箱、传动轴、最后到车轮转动为⽌就是驱动⼒的整个传递路线。

⼀般只计算“最⼤驱动⼒”，给出⼀个汽车动⼒的上限，这关系到汽车的最⾼⾏驶速度、最⼤载重量和最⼤上坡⾓度等众多参数。

我们在平时驾驶时⽤到的是相应转速下的驱动⼒，理解这个问题需要先看看发动机特性图。

3、输出扭矩多数情况下，发动机转速是在变化过程中的，随着转速不同，发动机输出的扭矩也不相同，产⽣的驱动⼒也不相同。

参数表中只给出最⼤扭矩和最⼤扭矩转速，对于⾃然吸⽓发动机和涡轮增压发动机来说，最⼤输出扭矩的转速和类型是不⼀样的，所以驱动⼒的情况也不相同。

我们还是先从发动机外特性图来理解它们的区别：这是⾃然吸⽓发动机的发动机特性图。

红线代表扭矩、⿊线代表功率，下边的数字是发动机转速，左边的数字是输出扭矩，右边的数字是输出功率。