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1、 编号：____________ 密级：____________ P12整车动力性经济性计算汇报 编制/日期： 校对/日期： 审核/日期： 同意/日期： 奇瑞汽车商用车工程研究院整车技术部 10月17日 目 录 1. 概述 1 2. 计算输入数据和条件 1 3. 各档速度特征 2 4. 各档驱动力 3 5. 滚动阻力 4
2、 6. 空气阻力 5 7. 各档动力因数 6 8. 爬坡度计算 7 9. 加速性能计算 8 10. 加速时间计算 10 11. 汽车功率平衡图 11 12. 小结 11 1. 概述 P12是在P11基础上开发轻型货车，B柱以前车身、底盘和发动机均沿用P11。第一期研发P12将装配2.0 TCI汽油发动机，采取后轮驱动，变速箱拟选择江齿R5M21-DJL手动五档变速箱；本汇报将计算P12在这种动力模式下动力性能，包含各档速度特征、动力因数、加速时间、爬坡度、最高车速，同时提供驱动力、阻力图和车辆功率平衡图。 2. 计算输入数据和条件 计算基础参数，如表1所表示。假设条件：
3、此次计算假定汽车起动方法为热起动；无滑移；除爬坡外，均在良好水平路面行驶；坡度附着系数足够大。 因为P12整车质量和P11不一样，变速箱和主减速比需要重新匹配。在经过计算后，本汇报从变速箱供给商提供速比库中选择了一个推荐速比。而因为没有主减速器速比库，所以汇报中只给出了一个理想速比，实际操作中，选择和该理想速比最靠近速比即可。因为条件所限，暂无法计算经济性。 表1 整车基础参数 参数名称 数值 车辆总质量（kg） 2775 迎风面积（m2） 2.7167 空阻系数（N·S2/m4） 0.40 滚动半径（m） 0.364 滚动阻力系数及旋转质量系数 随车速而变，详见
4、下文 变速箱速比 一档 4.33 二档 2.356 三档 1.509 四档 1 五档 0.834 主减速器速比 4.9 变速箱传动效率 0.95 主减速器传动效率 0.95 表2 发动机外特征 发动机转速（rpm） 扭矩（N·m） 992 135.2 1500 193.4 1900 247.8 2500 232.4 续表2 发动机外特征 发动机转速（rpm） 扭矩（N·m） 3000 242.4 3500 237.0 4000 241.2 4500 238.5 5000 230.9 5500 22
5、1.1 发动机外特征图1所表示。 图1 2.0TCI发动机外特征 3. 各档速度特征 汽车各档速度特征 （km/h） 其中： ：汽车速度（km/h）； ：发动机转速（r/min）； ：车轮滚动半径（m），＝0.364； ：变速箱各档速比，ig=[4.33 2.356 1.509 1 0.834]； ：主减速器速比，＝4.9。 计算数据如表3，曲线见图2。 表3 各档速度特征 发动机转速（rpm） 一档车速 （km/h） 二档车速 （km/h） 三档车速 （km/h） 四档车速 （km/h） 五档车速 （km/h） 992 6.4161
6、 11.7919 18.4106 27.7817 33.3114 1500 9.7017 17.8305 27.8387 42.0086 50.37 1900 12.2889 22.5853 35.2623 53.2109 63.802 2500 16.1696 29.7174 46.3978 70.0143 83.95 3000 19.4035 35.6609 55.6774 84.0171 100.74 3500 22.6374 41.6044 64.9569 98.02 117.53 4000 25.8713 47
7、5479 74.2365 112.0229 134.32 4500 29.1052 53.4914 83.516 126.0257 151.11 5000 32.3392 59.4349 92.7956 140.0286 167.9 5500 35.5731 65.3784 102.0752 154.0314 184.69 图2 各档速度特征图 4. 各档驱动力 （N） 其中： ：驱动力（N）； ：发动机扭矩外特征（N·m）； ：变速箱各档速比，ig=[4.33 2.356 1.509 1 0.834]； ：主减速器速比，＝4.
8、9； ：车轮滚动半径（m），＝0.364； ：变速器传动效率，＝0.95； ：主减速器传动效率，＝0.95； 各档驱动力数据如表4所表示。 表4 各档驱动力 发动机转速（rpm） 一档驱动力（N） 二档驱动力（N） 三档驱动力（N） 四档驱动力（N） 五档驱动力（N） 992 7112.2 3869.8 2478.6 1642.6 1369.9 1500 10174 5535.7 3545.6 2349.6 1959.6 1900 13036 7092.8 4542.9 3010.5 2510.8 2500 12225 6652
9、 4260.6 2823.4 2354.7 3000 12752 6938.2 4443.9 2944.9 2456.1 3500 12467 6783.7 4344.9 2879.3 2401.4 4000 12688 6903.9 4421.9 2930.3 2443.9 4500 12546 6826.6 4372.4 2897.5 2416.6 5000 12147 6609.1 4233.1 2805.2 2339.5 5500 11631 6328.6 4053.4 2686.2 2240.3 计算结果
10、显示，最大驱动力为13036N。P12后轴满载轴荷为1628kg，取地面附着系数为0.8，则：在不考虑加速或爬坡时轴荷转移条件下，车辆可取得最大驱动力为1628*9.8*0.8＝12764N，这个值和13036相差无几。经粗略估算，考虑到加速或爬坡时轴荷转移，P12后轮可提供最大驱动力将会达成和超出13036N。所以，在后面加速和爬坡性能分析中，能够直接采取表4数据进行计算。当然，需要指出是，P12空载时后轴轴荷较小，车辆实际能够取得驱动力将会显著减小，从而对车辆加速和爬坡性能产生影响。 5. 滚动阻力 其中： m：车辆总质量（kg），m＝2775； g：重力加速度（m/s2），g
11、＝9.8； f：滚动阻力系数。当车速ua小于140km/h时，f＝0.014，当车速ua大于140km/h时，f＝0.0144+0.00008×(ua-140)。 滚动阻力计算结果如表5所表示。 表5 滚动阻力 发动机转速（rpm） 一档滚动阻力（N） 二档滚动阻力（N） 三档滚动阻力（N） 四档滚动阻力（N） 五档滚动阻力（N） 992 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 1500 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 1900 380.73 380.73 380.73 3
12、80.73 380.73 2500 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 3000 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 3500 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 4000 380.73 380.73 380.73 380.73 380.73 4500 380.73 380.73 380.73 380.73 415.78 5000 380.73 380.73 380.73 391.67 452.31 5500 380
13、73 380.73 380.73 422.13 488.84 6. 空气阻力 （N） 其中： ：空气阻力（N）； ：空气阻力系数，＝0.40（N·S2/m4）； ：迎风面积，＝2.7167m2； ：汽车速度（km/h）； 表6 空气阻力 发动机转速（rpm） 一档空气阻力（N） 二档空气阻力（N） 三档空气阻力（N） 四档空气阻力（N） 五档空气阻力（N） 992 2.1151 7.1443 17.415 39.656 57.013 1500 4.8361 16.335 39.819 90.671 130.36 1900 7
14、7592 26.208 63.887 145.48 209.15 2500 13.433 45.375 110.61 251.86 362.1 3000 19.344 65.34 159.28 362.68 521.43 续表6 空气阻力 发动机转速（rpm） 一档空气阻力（N） 二档空气阻力（N） 三档空气阻力（N） 四档空气阻力（N） 五档空气阻力（N） 3500 26.33 88.934 216.79 493.65 709.72 4000 34.39 116.16 283.16 644.77 926.98 450
15、0 43.525 147.01 358.37 816.04 1173.2 5000 53.734 181.5 442.43 1007.5 1448.4 5500 65.018 219.61 535.34 1219 1752.6 依据“节4、5、6”计算结果，图3为驱动力、阻力图。图中五档驱动力曲线和阻力线交点，对应车速，即为汽车最高车速，184.6 km/h。 图3 驱动力、阻力图 7. 各档动力因数 其中： ：牵引力（N）； ：空气阻力（N）； m：车辆总质量（kg），m＝2775； g：重力加速度（m/s2），g＝9.8； 表7
16、 动力因数 发动机转速（rpm） 一档动力因数 二档动力因数 三档动力因数 四档动力因数 五档动力因数 992 0.26145 0.14204 0.090502 0.058941 0.048276 1500 0.37393 0.20296 0.12891 0.083065 0.067263 1900 0.47905 0.25985 0.1647 0.10535 0.084634 2500 0.44905 0.24294 0.1526 0.094561 0.073272 3000 0.46818 0.25273 0.15755
17、 0.094953 0.07114 3500 0.45748 0.24618 0.1518 0.087725 0.062204 4000 0.46531 0.2496 0.15219 0.084044 0.05578 4500 0.45975 0.24562 0.1476 0.07654 0.045719 5000 0.44467 0.23635 0.13939 0.066106 0.032768 5500 0.4253 0.22464 0.12936 0.053949 0.017932 8. 爬坡度计算 式中： ：动力
18、因数； ：滚动阻力系数，取值如前文所述。 表8 爬坡度 发动机转速（rpm） 一档爬坡度（％） 二档爬坡度（％） 三档爬坡度（％） 四档爬坡度（％） 五档爬坡度（％） 992 0.24988 0.12924 0.077237 0.045415 0.034668 1500 0.36087 0.18921 0.115 0.069098 0.053283 1900 0.46667 0.24628 0.15086 0.091411 0.070669 2500 0.43646 0.22931 0.13874 0.080606 0.0592
19、97 3000 0.45572 0.23913 0.1437 0.080999 0.057162 3500 0.44494 0.23256 0.13793 0.073763 0.04822 4000 0.45282 0.23599 0.13832 0.070078 0.041792 4500 0.44723 0.232 0.13373 0.062568 0.030438 5000 0.43205 0.2227 0.1255 0.051723 0.016138 5500 0.41255 0.21095 0.11546 0.03
20、8438 N/A 图4 各档爬坡度图 9. 加速性能计算 （m/s2） 式中： ：汽车加速度（m/s2）； ：旋转质量转换系数； ：汽车总质量（kg），=2775； ：汽车牵引力（N）； ：滚动阻力（N）； ：空气阻力（N）； 按经验公式： ＝； ：变速箱速比； ：主减速比，=4.9。 表9 各档加速度 发动机（rpm） 一档（m/s2） 二档（m/s2） 三档（m/s2） 四档（m/s2） 五档（m/s2） 992 2.0795 1.1815 0.7239 0.42991 0.32897 1500 3.0006 1.729
21、 1.0776 0.654 0.50555 1900 3.8769 2.2496 1.4132 0.86504 0.67042 2500 3.6268 2.0949 1.2997 0.76285 0.56258 3000 3.7863 2.1845 1.3462 0.76657 0.54234 3500 3.6971 2.1245 1.2922 0.69812 0.45752 4000 3.7623 2.1558 1.2959 0.66327 0.39655 4500 3.716 2.1194 1.2529 0.592
22、21 0.28883 5000 3.5903 2.0346 1.1758 0.4896 0.15316 5500 3.4288 1.9274 1.0818 0.36387 N/A 图5 各档加速度图 表10 各档加速度倒数 发动机（rpm） 一档（s2/m） 二档（s2/m） 三档（s2/m） 四档（s2/m） 五档（s2/m） 992 0.4809 0.84637 1.3814 2.3261 3.0398 1500 0.33327 0.57836 0.92799 1.5291 1.9781 1900 0.25794
23、 0.44451 0.70761 1.156 1.4916 2500 0.27572 0.47735 0.76939 1.3109 1.7775 3000 0.26411 0.45778 0.74285 1.3045 1.8439 3500 0.27049 0.47069 0.77387 1.4324 2.1857 4000 0.26579 0.46386 0.77168 1.5077 2.5218 4500 0.26911 0.47183 0.79817 1.6886 3.4623 5000 0.27853 0.491
24、49 0.85046 2.0425 6.5293 5500 0.29165 0.51883 0.92435 2.7482 N/A 图6 各档加速度倒数图 10. 加速时间计算 （sec） 则依据加速度倒数计算结果，即表10和图4，即可计算出加速时间。计算结果如表11： 表11 加速时间 起始车速（km/h） 终止车速（km/h） 起始档位 终止档位 加速时间（s） 0 10 1 1 1.71 0 20 1 1 2.46 0 30 1 1 3.20 0 40 1 2 4.41 0 50 1 2 5.7
25、1 0 60 1 2 7.03 0 70 1 3 8.99 0 80 1 3 11.14 0 90 1 3 13.38 0 100 1 3 15.79 25 100 3 3 16.50 40 100 4 4 21.87 40 100 5 5 29.90 其中，在车辆从静止加速到发动机怠速转速对应一档车速过程中，车辆平均加速度按怠速转速对应一档加速度2/3处理；换档时间取0.2秒。 11. 汽车功率平衡图 汽车阻力功率计算 （KW） 功率平衡图图7所表示。 图7 功率平衡图 12. 小结 配置2.0 TCI发动机P12关键动力性能计算结果整理如表12。 表12 P12关键动力性能计算结果 参数 数值 最高车速 184.6km/h 0～100km/h连续换档加速时间 15.79s 最大爬坡度 0.4667
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