【正文】 汽車動力性研究 摘 要 汽車動力性是指在良好、平直的路面上行駛時，汽車由所受到的縱向外力決定的、 所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車是一種高效率的運輸工具，運輸效率之高低在很大程 度上取決于汽車的動力性。所以，動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。 動力性代表了汽車行駛可發(fā)揮的極限能力。 本文研究了汽車動力性評價的各種方法和評價指 標(biāo)，介紹了動力性評價的主要參 數(shù)：最高車速、加速時間、最大爬坡度、發(fā)動機(jī)最大功率、比功率、驅(qū)動輪輸出功率、 驅(qū)動力等相關(guān)評價參數(shù)；介紹了汽車的動力性衰退現(xiàn)象和汽車動力性評價的實驗方 法。 在評價汽車動力性時，由于汽車用途和使用條件的不同，動力性的評價方法也應(yīng) 該不一樣。如經(jīng)常在公路干線上行駛的汽車，起主要作用的是汽車最大速度，而加速 度的要求居于次位。而市內(nèi)行駛的汽車正好相反，由于城市內(nèi)交通繁忙，汽車在行駛 中需要經(jīng)常制動、停車和起步，汽車加速性能便成為評價這類汽車的主要 指標(biāo)。 本文分析了如何運用價值分析法確定最高車速、加速時間、最大爬坡度三個評價 指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，并由此對在用汽車的動力性進(jìn)行綜合評價。同時還討論了加權(quán)系數(shù) 的確定對動力性評價的重要性，并討論了運用統(tǒng)計學(xué)的方法得到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)系數(shù) 的可能性。 此外，汽車動力性的評價不僅表現(xiàn)在對在用汽車動力性的評價，還表現(xiàn)在對未生 產(chǎn)出的汽車動力性的預(yù)測。所以，本文還分析了如何運用 Matlab 軟件對汽車設(shè)計參 數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而達(dá)到優(yōu)化汽車動力性能的目的。 本文提 出的汽車動力性的評價方法合理、簡便，對在用汽車動力性能的對比直接， 明了。同時，本文提出的對設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化以達(dá)到提高汽車動力性能的方法可以在汽 車未生產(chǎn)之前就使得汽車的動力性能最優(yōu)化，這對汽車的生產(chǎn)和效率的提高都有更加 實際的意義。 關(guān)鍵詞：汽車動力性；評價指標(biāo)；加權(quán)系數(shù) ；優(yōu)化設(shè)計 目 錄 第 1 章 汽車動力性評價的各種方法及評價指標(biāo)概述 ......................... 1 汽 車動力性概述 ................................................... 1 表征汽車動力性的參數(shù) ............................................. 1 汽車動力性評價指標(biāo) .......................................... 1 發(fā)動機(jī)主要性能指標(biāo) .......................................... 3 汽車附件消耗功率 ............................................ 5 汽車傳動系損耗功率 .......................................... 5 車輪滾動阻力消耗功率 ........................................ 6 驅(qū)動輪驅(qū)動力 ................................................ 6 驅(qū)動輪輸出功率 .............................................. 7 驅(qū)動比功率 .................................................. 7 1． 3 汽車動力性評價的試驗方法 ........................................ 8 道路試驗方法 ................................................ 8 室內(nèi)試驗 ................................................... 10 第 2 章 目前汽車動力性評價的各種方法及評價指標(biāo)存在的主要問題 .......... 11 在用汽車的動力性衰退現(xiàn)象 ........................................ 11 汽車的動力性隨運行里程的增加而逐漸 衰退 ..................... 11 最高車速、加速能力、爬坡能力 .................................... 13 不同工況選擇同一評價標(biāo)準(zhǔn) ................................... 14 不同用途汽車使用同一評價指標(biāo) ............................... 14 三大指標(biāo)評價方法的主要問題 ................................. 15 發(fā)動機(jī)功率、驅(qū)動輪輸出功率 ...................................... 16 發(fā)動機(jī)功率評價動力性的主要問題 ............................. 16 驅(qū)動輪輸出功率評價動力性的主要問題 ......................... 17 第 3 章 新的評價方法的提出 ............................................ 19 新評價方法的提出 ................................................ 19 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 ............................................. 20 推算指標(biāo)權(quán)重 ............................................... 20 綜合評價值的計算 ........................................... 21 綜合評價實例 ............................................... 21 加權(quán)系數(shù)的重要性 ................................................ 21 第 4 章 汽車動力性的預(yù)測與動力系參數(shù)的優(yōu)化 ............................ 23 傳動系參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計 ............................................ 23 最小傳動比的選擇 ........................................... 23 最大傳動比的選擇 ........................................... 24 傳動系擋數(shù) ................................................. 25 各擋傳動比的選擇 ........................................... 26 傳動比的優(yōu)化設(shè)計 ........................................... 27 綜合考慮汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的傳動比的優(yōu)化設(shè)計 ........... 30 結(jié) 論 ................................................................ 33 參考文獻(xiàn) .............................................................. 34 第 1 章 汽車動力性評價的各種方法及評價指標(biāo)概述 汽車動力性概述 汽車動力性是汽車最基本的使用性能。汽車無論是用作生產(chǎn)工具還是用作生活用 具，其運行效率均取決于是否拉得動、跑得快，即取決于運行速度。在運行條件 (地 理、道路、氣候條件及運輸組織條件等 )一定時，汽車的平均運行技術(shù)速度主要取決 于汽車的動力性。顯然汽車動力性越好，汽車運行的平均技術(shù)速度就越高，汽車運行 效率也就越高。因此汽車工程界，用車的、購車的、愛車的都 很看重汽車的動力性。 汽車具有什么樣的動力性算好，如何評定，觀點不同，評價的依據(jù)也就不同，目前尚 無統(tǒng)一公認(rèn)的評價指標(biāo)，更無標(biāo)準(zhǔn)。汽車工程界基于具有最高的平均行駛技術(shù)速度的 觀點，以汽車的最高行駛速度、加速時間和最大爬坡度為量標(biāo)，評定、比較汽車動力 性的優(yōu)劣。對于新車的動力性，人們基本上認(rèn)同這三個指標(biāo)。 對于在用汽車動力性的評價量標(biāo)就各不一樣了。在用汽車的動力性在新車定型時 便已確立，在使用時，再與其他車型橫向比較動力性的高低就毫無意義了。就是在同 型汽車間相互比較動力性 ，除了表明具體汽車間動力性存在差異外，也不能據(jù)此揭示 該型汽車結(jié)構(gòu)、性能的優(yōu)劣。由于使用條件的差異，在用汽車間不具有橫向比較的條 件，缺乏可比性。在用汽車固有動力性在使用過程不是恒定不變的，是隨著運行過程 中部件、零件的磨損、老化等逐漸衰退變差，直至跑不動，喪失工作能力。這樣動力 性衰退便是汽車技術(shù)狀況變差的征兆。汽車運行過程、零部件磨損、老化等的進(jìn)程受 運行環(huán)境條件的影響有快有慢，即便是運行環(huán)境條件相同、累計行程一樣的同型汽車， 由于使用水平的差異，其零部件磨損、老化的進(jìn)程也不一樣 ，汽車動力性衰退變差的 進(jìn)程也因此千差萬別，而比較汽車在使用過程的動力性與固有動力性，即可判別在用 汽車的技術(shù)狀況。 表征汽車動力性的參數(shù) 汽車動力性評價指標(biāo) 所謂汽車的動力性，比較專業(yè)的說法是指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受 到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的最高平均行駛速度；而我們平時所能觀察到的、比 較直觀地衡量汽車動力性的指標(biāo)主要有三方面：汽車的最高車速、汽車的加速時間和 汽車的上坡能力。 最高車速 汽車的最高車速：顧名思義，汽車的最高車速是指在水平良好的路面（混凝土或 瀝青）上，汽車所能達(dá)到的最高行駛車速。 無風(fēng)條件下，汽車在水平良好路面上行駛，行駛阻力與驅(qū)動力相平衡時達(dá)到的穩(wěn) 定車速。根據(jù)汽車行駛平衡方程式 C Au2 t 可得： u amax C A D 加速時間 汽車的加速性能 主要分為原地起步加速性能和超車加速性能。汽車的加速能力可 用它在水平良好路面上行駛時能產(chǎn)生的加速度來評價。但因加速度的數(shù)值不易測量， 一般常用加速時間來表明汽車的加速能力。 汽車的加速時間：即汽車的加速能力，它對平均行駛車速有很大的影響。對于轎 車來說，汽車的加速能力尤為重要。通常用汽車原地起步加速時間和汽車超車加速時 間來表示汽車的加速能力。 原地起步加速時間是指汽車從靜止由第一檔或第二檔起步，并以最大的加速強(qiáng)度 （包括選擇適當(dāng)?shù)膿Q檔時機(jī)）逐步地?fù)Q至最高檔后到 某一預(yù)定的距離或車速所需的時 間。我們平時經(jīng)常能夠接觸到的汽車 0100km/h 的加速時間就屬于汽車原地起步加速 時間。除了用汽車的 0100km/h 加速時間以外，有時還有用汽車 060km/h、 0140km/h 和 0400m 的加速時間來衡量汽車的原地起步加速能力。 超車加速時間是指汽車用最高檔或次高檔由某一較低車速全力加速至某一高速 所需的時間。我們知道，當(dāng)汽車在超車時與被超車輛是并排行駛的，容易發(fā)生安全事 故，所以