汽车动力性计算图解法1.doc

汽车动力性计算图解法 问题：根据所给出的汽车的各项参数计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，因此很容易依据，代入其发动机的最高转速n=6000r/min变速器五档的传动比以及主传动比和轮子的半径r=0.285m后可得汽车的最高车速为：=53.458m/s此为仅根据发动机的最高转速所的出的最高速度，若此为最高的车速则可计算出，此时对于汽车的功率需求为 故此时汽车不能达到53.458m/s的车速，因此应当根据五档时汽车的驱动力与汽车所受的阻力相平衡的方法来计算汽车的最高的车速 五档的驱动力为 汽车在最高速度时所受的阻力为 由二者相等进行解方程则可以推导出其对应的最高车速为 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 首先根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： 由此可以得出汽车在三挡的时候能达到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：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。汽车的驱动力的公式为 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 则可得出前五挡的驱动力与速度间的表达式如下 该车的空气阻力系数为Cd=0.35,迎风面积为2.026。则其空气阻力的表达式为 则汽车的动力因数为 而该车在各个档位的旋转质量换算系数由公式计算得出各个档位的旋转质量换算系数如下 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，因此要根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 而受制于附着力的最大加速度的计算如所示 由于汽车在三挡时会达到其最大的速度，而其前三挡的加速度满足关系式如下所示 在MATLAB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围是 （2）加速时间的计算 为了简化计算以汽车达到最高转速时的速度作为汽车转入下一档位的速度。由此可以根据公式对各个档位的加速时间进行计算，其公式为 当使用一档时，汽车由0加速到12.732m/s的加速时间由于受制于附着力所决定的最大的加速度，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则是受制于附着力的加速的时间。其一档的加速总时间为在车速达到13.171m/s时还如二挡，设换挡过程中汽车速度不变则在车速12.732m/s到22.595m/s的加速时间为在车速达到22.595m/s时换入三挡，后一直加速到27.778m/s（100km/h）的加速