电动摩托车动力性与经济性计算_1_陈华新

设计 试验 研究栏 目主持人 : 陈建群 电动 摩托车动 才 性与经济性计算() l C a l cu l而 n o o f q阳班币 c P o r 伴句n adD阳 n溯y o fEle c r i t c Mo t o代 y c e (l )l 陈华新 (武汉 汽车工业 大学) 刘庚寅 (南方摩托股份有限公司) Ch e n H u面 n (w山n a u n iv e s riryo f A n tomob i le n d I u s卿) u C七n颤 n (N a r山川9M o o t r So c tkC o . , t Ld . ) 摘要给出了电动摩托车的动力性与 经济性理论计算模型 , 并对某一实际电动 摩托车的动力性和经济性进行了具 体计算 。 h T e a Pe p r i g 、es a mo d el f or 例永ig n h t e h te oe r tie司ea l eu latio n of h te d, a x m e P。详I y t a nd c e ono m yo f e lc e it r e m ot眼yele a ndx e ec r iss e h t ee o nee rteea le u la tio n ofa e ra lm oto允yele . 关键词 : 电动摩托车动力性经济性计算 e K w o y 政 : lE c e i t r 。 o n r o t二c yl 。 亦毓 。 po r p ey r t ) 一 孕 奥些姆 r 找叮5 一 U . 3了丫代仍 r 2 ) 充 电电流方程为 (叹 一 V t 一 IR )I R一 I 3)将式 (18)代入式 (17)得 1 92 0 (9) 6)电机功率平衡方程 了 一 K 十 丫 代 + 4 R e 叭 恤 ZR e 擂 二 p f “ o , 7 )由式 (3) 、 (6) 、 (7)和( 10 )求得 电枢电 流 4)电流了由功率方程求得 了二 2丝里卿五 一 C T公乙 5 )充电电压方程为 叹 = c 甄 一 I R . = 。 。 , 一 2 羚舒达 、 二 卜 ;现 ( 鱼黔巫 ) 、11 、 J 尹 1 1、.少 勺 曰.且丫11 ( R( I 。 = 95 49 P r C T 甄甲 T+ 0 I 8 ) 调 速器电压 V = E+ I 。 (尺 。 + R 、 ) 二 C 。 咖 + I 。 ( R 。 + 9)调速 器效率方 程 I三R v 丁 万一 -了几歹二里一 V v Ie犷 e 一 J e宜 te ( 13) 1 0)调 速 器左右 的 功 率平衡方 程(调 速 器输 出端 近似为有 一内阻 R , 的 电源) I 。 代 一 北R 。 二 I 。 V l , 、 ( 14) 11 ) 由式 (13 )和(14 ) 求得 调速器效率和 电池放电电流 、, 户刃 、 .产 6 5 .1 ., . . 矛、Z忆 、 V 叭 = 歹下万天万 F 。 一 丫代 一4 左 。 z 。 ( F + , 。 尺 , ) Z R e 以上各式中 : C 。 为 电机 电压 因数 ; C T 为 电机转矩 因数 ;中 为 磁通 量 ; 几为 电机电 磁 转矩 ; 几 为电机有效输出转矩 ; 0 T为电 机 无 负荷转矩 ;V、 为 电机标称电压 ; E . 为 电机电 动势 ;尸f 为 阻力功率 ; 衬 , 为整 车质量 , M “ 为 驾驶员 质 量 , 为 总 重 , G 二 (M 十 丫); g f ( : )为滚动 阻力 因数 ;。 为坡度角 ; C。为空 气 阻力 因数; A为迎风面积; g为自由落体加 速度 ;占为旋转质 量换算因数 ; , T 为机械传 6 + . V (22) 6) 总功率平衡方程为 p , 专T刀二刀C刀M = p C (23) p ; 专 T 刃二刀C叮 、 二 p 。 (抖) 以上各式中尸、为制动 功率 , 尸。为坡道 功率 ; 几为充电电流 ; ,c 8为调速器效率 ; I为 电机充电状态 时 电枢电流 ; R、为调速器 内 阻 ;码为 电机发 电时输出到 调 速器 的 电压; V二为充电 电压 。 其它参数如前所述 。 1 . 2 电动摩托车运动方程式 1 )电动摩托车行驶方程式 F ,= F f+ F : + F w十 凡 式中 : F t 驱动力 F , 滚动摩擦阻力 F 摩托车重力分力 F w 空气阻力 F 加速阻 力 ; 。= 、( 。 ) C、。+ 。 51。 会节 + (* , + , )瓮(25) (摩托车技术)太找 】年第8期 设计 试验 研究 栏目主持人 : 陈建群 2)电动摩托车功率平衡方程式 馏 = 渝 以 一 + “ sn“ 6)坡道阻力功率 p。 两箭氢 “ sna一 酬 , ) co sa 摇 ( , , ,瓮 2 6, 3 )制动时电动摩托车的运动方程 丛 + . 压垒 rr .、 d u 二 气O湘 十 刀f )了丁 a忍 动 。 ) eo sa + ,n C n 彻 a+ 厕二丽 当上坡时 , a 0 ; 当下 坡 时 , a 0) 丫)卑 d t (30) 一 d o C n 彻 2 1 一 (自甘 产 + 月 尹)共 止二一 任夕 共令 !(3 1) 一 , d2 1 . 15 ) 、一z 以上各式中 , d , /d t 为加速度 ; 几为制动 产生 的充电反拖转矩 ; M , 为摩托车制动转 矩 ; p 。 为坡道产生的充电反拖功率 。 其它参 数如前所述 。 1 . 3 电动摩托车动力性分析 , . 3 . , 电动摩托车驱 动力一行 驶 阻 力 平 衡 图 为分 析 电动摩托车的 动 力性 , 需作驱动 力一行驶阻力 平衡图 。 假设电 动摩托车在 良 好的一般混凝土水平路面上等速行驶 , 则 行 驶方 程式 (2 5)变为 : ; . 二 尸 十 ; ,= 喇 。 ) 十华 军 (32) ” 一 W , “一沪 21 . 15 、 “一产 在同一坐标系内作出式(9 )和 式(32 )对 应曲线 , 可得电动摩托车的 驱动力一行驶阻 力平 衡图 。 某电动摩托车有关参数如表 l 。 表1 某电动摩托车的有关参数 项项目目参数 数 项目目参数 数 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3c ow w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w 电电电标称功率尸 、 、 、 蓄蓄 类型 型密封 免维护铅酸电池铭V 一 3 0h h h A 机机机标称电压 蛛蛛蛛电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电 神神神神神 卜卜 内阻 R , , 0 . 2Q Q Q 4 4 4 4 4 4 4 5 V V V 整整质量M , , 10 0 吨吨 车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 标标标称转速九 九 2 )r /皿n n n n n 设计车速 。 30 5 0 kl n /h h h 满满满负荷转速 n n n 20 3 lr / 而 n n n n n 总传动比 : : : 5 . 32 8 8 8 绕绕绕组电阻 R。 。0 . 冈n n n n n空气阻力因数数 0 . 6 6 6 转转转矩因数 T T T 9 1 . 以以以 迎风面积A A A 0 . 5时 时 电电电压因数 C C C 9 . 53 3 3 3 3 车轮半径 ; ; ; 0 . 212m m m 磁磁磁通量巾 巾 2 0 . 5 9 减 10 一4 WI 无无无负荷电流 1 0 0 0 0 . 375 A A A A A A A A A 式(3 2)中 , 取f ( : ) 二 0 . 0l4 ( 因估计最高 车速 小于5 0 i k n /h , 故取 为常数 ) , 人车总 重 c = (材 + 丫) g二 ( l田 + 65) g k g = 16 17N 。 则该电动摩托车的行驶阻 力 ( F ; + F 、 r )与车速 , 关系计算如表 2所示 。 表 2 行驶阻力计 算结果 力与行驶阻力 平衡图 , 如图2所示 。 225 2伽 150 驱动力曲线 . 只妞娜车 /kJl l . h 一l l l 5 5 5l0 0 0 2 0 0 03 0 0 04 0 0 0 ( ( (F ;+ F ; , )jN N N2 2 . 9 9 9 92 4 . 肠肠 2 8 . 31 1 135 4 0 0 04 5 . 33 3 3 碱10 0 尽 _ 脚 , u 行驶阻力曲线 将有 关参数代人式(9 )得 F , = 313 一 9 . 15: (3 3) 由表2和式(33 ) 作出该 电动摩托车驱 动 摩托车技术)么 汉刃年第 8 期 0510152025 , 八m . h , l 303 5 图2 电动.托 车驭动 力与行驶阻力平衡圈 设计 试验 研究 栏目主持人 :陈建群 L I E4 4FM 摩托车发动机 的设计 D e sin g foLll月4哪M oro二 yeleEn g i ne 刘永志(中国轻骑集团乳山摩托车公司) u u Yo n灿i (R u shn a M o r t o e ” leP ln a t f oCh in a 学 n明1 Gr o u pCo ., 训 . ) 中国轻骑集团乳山摩托车公 司根据生 产 标称功率 : 2 . 5kw(6 so or /而n ) 条件和市场 需要 , 以台湾山叶 公 司 的3N巧0最大转矩 : 4 . 5 N nl (6 (XX) r/而 n ) 轻便摩托车发动 机 为基础 , 设计研制排量为 新设计的摩托车发动机要求达勤的技术 团 m L 的摩托 车 用 发 动 机(型号 为 性能指标为 : L IE4 4 M F ) 。 要 求 新设计的发 动 机 在保证技类型 : 单缸 强制风 冷二 冲程 汽油机 术性能 的要求下 , 与原3N T5 0发 动 机 有 最大进气方 式 : 簧片阀进气 限度的结构继 承性 和零部件通 用性 。 气缸 排量 , m L : 印 3N f5 Y 0发 动 机 结 构 紧凑 , 体积 小 , 质 量标称功率 : 3 . 2kw(650 0r/m in ) 小 , 工作适应性及运行 经济性 好 , 很受用 户欢最低功率时间质量油 耗 , 留( k w h ) : 5 10 迎 。 其技 术性 能指标如下 : 1 设计方案选择 类型 : 单缸 强 制风冷二冲程汽 油机本设计中 , 如何满足排量要求 , 将直接影 进气方式 : 簧片阀进 气 响 总体方 案的设计 。 变动 原机参数以达到排 缸径 、 行程 , : 4 0 、 3 9 . 2 量 的要求有三种可能 途径 : a ) 同时改 变 原机 气缸排量j 止 : 4 9 . 3 的缸 径和行 程 ;b ) 只改变 缸 径 ;c ) 只改 变行 压缩比 : 7 . 6 : l 程 。 , . 3 . 2 电动摩托 车动力性分析 l ) 最高车速 : 。 图 2中两曲线 的交点 对应的车速 为最高 车速 . 其值约 为3 0 . 3 k l lr/ l 、 对应的电机 转速 为 d v F , 一 (F f+ F 、 ) 伙 , 二 而 = 一 而 十 l I 313 一 22 . 供 . , n , : 二 i万, 4石面不砧 =; .。 。 。 s f叫 、 5 . 328 x 3o . 3 _ 一 _ “ 二 瓦歹 万牙 二 丁j而交百丁泛 二乙 以 U r mm 3 )超越加速 度 a 以车速为 2 0 k n口h 来进 行 计算 , 由图 2 可 知 , 此时 , F , 二 13 0N , F ,+ F 、 二 2 8 , 3 lN , 所以 此转 速比电机标称 转 速稍 大一点 , 且低 于电机 满负荷 转 速 , 摩 托 车最 高 车 速恰在 电 机额 定转 速 附近工作 , 因此 本设计匹配性比 较 合理 : 2) 起步加速 度 a ,t 设在平坦道 路L作加速 试验 , 根 据 行 驶 方程式 (2 5 )得 : F ,二 凡 十 F ; 十 汽 即 F ,= F , 一 (兀 + F , ) 由图(2)知 , 起步 时 , F 。 = 3 1 3N , F ,+ F , 二 22 . 64N d : F : 一 ( F f+ F * ) 一 dt 一 aU 尸 十 j厂 130 一 28 . 31 。 二 会兰一共三土二 二 0 . 1 . m4 x l印 + 65 一 一 59 n I / sZ 4 )爬坡 能 力 (坡道角 a ) 设以 2 0 k f n h /在 坡道上匀速 行驶 , 则 : F , = F ,十 F , 一 + 兀 即 F , = F t 一 ( F f+ F ; ) 式 中