汽车动力性和经济性模拟计算.pdf

汽 车 科 技 第 ! 期 #$ 年 ! 月在 汽 车 开 发 设 计 阶 段 ! 设 计 工 程 师 经 常 需 要 对其 动 力 性 燃 油 经 济 性 进 行 预 测 和 估 算 #为 了 求 得 汽车 动 力 传 动 系 的 最 佳 匹 配 !需 要 不 断 调 整 一 些 参 数 !反 复 查 阅 计 算 $ 在 没 有 计 算 软 件 的 情 况 下 !往 往 只是 取 几 个 点 估 算 一 下 !由 此 误 差 很 大 $本 文 通 过 对 汽车 动 力 性 %燃 油 经 济 性 采 用 数 学 描 述 的 方 法 !编 制 了汽 车 动 力 性 燃 油 经 济 性 模 拟 计 算 软 件 $运 用 该 计 算软 件 !不 仅 可 以 获 得 较 好 的 计 算 结 果 !而 且 还 能 了 解结 构 及 性 能 参 数 对 汽 车 动 力 性 经 济 性 的 影 响 程 度 !从 而 找 到 最 佳 的 动 力 传 动 系 的 匹 配 参 数 $! 关 于 模 拟 软 件 的 基 本 问 题! 功 能 需 求该 软 件 应 能 针 对 任 何 车 型 做 动 力 性 及 经 济 性 的计 算 !并 可 得 到 最 佳 的 动 力 传 动 系 的 匹 配 参 数 $具 体地 讲 !该 软 件 应 具 有 以 下 功 能 &!参 数 化 绘 图 功 能 计 算 分 析 能 力 #数 据 管 理 功 能 $打 印 输 出 功能 $根 据 对 软 件 设 计 的 要 求 及 各 编 程 软 件 的 特 点 !在这 我 们 选 择 了 %&语 言 开 发 该 软 件 $! 数 据 库 的 建 立汽 车 动 力 性 和 燃 油 经 济 性 模 拟 计 算 时 ! 随 着 汽车 型 号 的 改 变 !整 车 参 数 %发 动 机 性 能 %变 速 器 传 动比 等 数 据 会 有 所 不 同 ! 这 便 需 要 建 立 多 个 数 据 库 以存 放 各 类 数 据 !故 数 据 库 应 具 有 下 面 的 功 能 $(!)储 存 数 据 功 能 #对 现 有 车 型 的 任 何 数 据 进 行修 改 后 可 以 建 库 保 存 #()添 加 数 据 功 能 #对 新 车 型 的 各 参 数 数 据 能 添 加到 现 有 的 数 据 库 中 !以 充 实 现 有 数 据 库 !备 以 后 之 需 #()删 除 数 据 功 能 #当 现 有 数 据 库 中 的 某 条 参 数数 据 重 复 或 用 户 不 再 需 要 时 ! 可 将 它 直 接 从 现 有 数据 库 中 删 除 #基 于 实 现 以 上 功 能 !()*+,-,./公 司 的 0*1数 据 库 工 具 软 件 足 可 以 胜 任 !而 且 它 建 库 简 单 明 了 !在 %)3-)*中 调 用 方 便 快 捷 #!# 数 学 方 法 的 应 用! 动 力 性 计 算 公 式计 算 动 力 性 时 ! 将 发 动 机 的 外 特 性 看 成 转 速 的一 元 函 数 !用 最 小 二 乘 法 拟 合 得 到 曲 线 #(!)汽 车 驱 动 力 &!#$%&#!()汽 车 行 驶 阻 力 &%!#!)*!+*!&*!,()汽 车 加 速 度 &-#!/*!78!)9 !+:+($)汽 车 加 速 时 间 &6!5#.!;)汽 车 动 力 特 性 &06!7!+1(#!加 速 阻 力 !,#/%为 发 动 机 扭 矩 (为 车 轮 滚 动 半 径 &为 变 速 器 传 动 比 &#为 主减 速 器 传 动 比 为 汽 车 旋 转 质 量 换 算 系 数 1为 汽 车 重 量(/)/为 质 量 $! 等 速 燃 油 经 济 性 计 算 公 式(!)发 动 机 转 速 4对 应 下 的 行 驶 车 速 ?(4&#()在 行 驶 速 度 汽 车 的 阻 力 功 率 &566!1-);#! 加 速 时 间 计 算该 车 从 &图 ;中 的 实 线 是 计 算 的 等 速 百 公 里 油 耗 线 #在 & 有 最 低 的 燃 油 消 耗 值 #约 为 ; 中 的 实 际 值 非 常 接 近 $)($)()(?! $! $挡 最大 驱 动力 最大 驱 动力 大 驱 动力 车 速 BA* 大爬 坡度 B=百 公 里 油 耗!&D? &G $ ?;G G G:G !G 计 算 机 应 用汽 车 动 力 性 和 经 济 性 模 拟 计 算B 郑 清 平 #陈 静?* *汽 车 科 技 第 ! 期 #$ 年 ! 月图 % 滚 动 阻 力 系 数 对 等 速 百 公 里 油 耗 的 影 响图 & 空 气 阻 力 系 数 对 等 速 百 公 里 油 耗 的 影 响另 外 ! 应 用 软 件 还 分 析 了 不 同 参 数 对 经 济 性 的影 响 图 %#图 &分 别 为 滚 动 阻 力 系 数 及 空 气 阻 力 系 数对 等 速 油 耗 的 影 响 结 果 当 滚 动 阻 力 系 数 和 空 气 阻力 系 数 增 加 时 !各 车 速 下 的 百 公 里 油 耗 也 将 增 加 ! 结 束 语$!%所 设 计 的 汽 车 动 力 性 #经 济 性 计 算 软 件 实 用性 强 !使 用 方 便 !能 满 足 各 种 车 型 的 需 要 !且 达 到 了一 定 的 计 算 精 度 $% 该 软 件 的 变 参 数 计 算 可 用 于 分 析 汽 车 结 构参 数 及 运 行 参 数 对 动 力 性 及 经 济 性 的 影 响 程 度 !从而 可 为 汽 车 设 计 提 供 一 定 的 参 考 依 据 $%计 算 结 果 表 明 !发 动 机 性 能 #变 速 器 传 动 比 #传 动 效 率 #空 气 阻 力 #滚 动 阻 力 #空 气 质 量 等 对 汽 车的 动 力 性 和 经 济 性 有 较 大 的 影 响 ! 设 计 时 应 给 予 充分 的 重 视 参 考 文 献 !&! 韦 源 !于 平 ! ()*+,- .,*)/程 序 设 计 教 程 &0! 北 京 (清 华 大学 出 版 社 !#!& 顾 斌 !扬 德 斌 译 ! ()*+,- .,*)/ &!#数 据 库 开 发 &0! 北 京 (清华 大 学 出 版 社 !111!& 陈 宏 盛 !刘 雨 ! 计 算 方 法 &0!北 京 (国 防 科 技 大 学 出 版 社 !#!&$ 陈 树 强 ! 汽 车 理 论 &0! 合 肥 ( 安 徽 科 技 出 版 社 !#!&% 张 立 新 #李 强 ! 国 产 汽 车 使 用 维 修 调 整 数 据 手 册 &0! 北京 (人 民 交 通 出 版 社 !112!& 李 维 谔 ! 34!#1#东 风 汽 车 使 用 问 答 &0! 武 汉 ( 湖 北 人 民出 版 社 !121!图 $ 不 同 机 械 效 率 下 的 爬 坡 度 图计 算 机 应 用2) )!#$%&()!#$ !%&()&*+!,-. /01)&+!2345 !%670&8!5945 :;?2;)D%&F;)&%M ( 8+8N*+,!-.#!/ O;0 B)*&)P)Q%&P &* Q%A C%U(!)&* * )V?6C & C;0Q; P)0W(%C)%&% 6P C;0 %)U %&R B)*!&)P)Q%&P &* S)*;R Q%A C%U()&* *) 1&Q%A 6* )V O;0 60()&* C 7;)Q; U%) 1& 60A;%(0 C&?4=!- #.!5&%$ ,5?=.!5&% 6&- .=!&?&+5 4&1- 4-!6&-?.%# .%2 6= #&%&?)?345 )&*()&*J F?34 _)&*0Q;%&)Q%S %&R 3%S 20(%J O)%&1)& )Q .&)!0)%&1)& ;)&%M ( 8b8I*+,!-.#!/ c%& U%C;0U%C)Q%S ;0 B)Q% %&% 6P )& 1& (670A (0O;0 3a: ) 1&)Q (670A *B)&*;)(H %&R 6*6&%S *A)R ,dB W(