14汽車總體設計整車性能仿真與系統(tǒng)匹配(編輯修改稿)
2025-07-26 19:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 率與減速時間的乘積。其中：：怠速油耗消耗率，單位：L/s。:減速時間，單位s。 如果這段計算期間開始速度為(單位：km/h)，截止速度為(單位：km/h)，那么這段時間內(nèi)的行駛距離為: （單位：m）d怠速停車公況如果怠速停車時間為(單位：s),那么燃油消耗量（單位：L）為：其中：：怠速油耗消耗率，單位：L/s。：時間,單位：s 綜合上述計算，對等速，等減速，怠速組成循環(huán)工況的等效百公里油耗為：（單位：L）其中：：為各個階段燃油消耗量的總和（單位：L）。：為各個階段行駛路程總和（單位：m）。(3) 輸入?yún)?shù) 輸入?yún)?shù)參數(shù)名稱某微型汽車發(fā)動機形式456Q總重1450kg空氣阻力系數(shù)傳動效率90%迎風面積主減速器傳動比變速器5擋1擋2擋3擋4擋5擋滾動阻力系數(shù)燃油密度車輪半徑怠速燃油消耗率(4) 計算實例結果a. 多工況油耗工況油耗10工況b. 某微型車4擋等速百公里油耗c. 某微型車5擋等速百公里油耗 操縱穩(wěn)定性仿真和系統(tǒng)優(yōu)化(1) 計算目的 汽車操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度，而且也是決定高速汽車安全行駛的一個重要性能，根據(jù)操縱穩(wěn)定性涉及的具體內(nèi)容需仿真計算包括如下幾個方面的內(nèi)容：時域計算、頻域計算、瞬態(tài)響應計算、穩(wěn)態(tài)響應計算、角輸入響應計算、力輸入響應計算等內(nèi)容。(2) 角階躍輸入響應a原理，我們采用三自由度汽車模型，也就是航向角、車身側傾角、重心處側偏角來描述汽車的運動。根據(jù)圍繞Z軸，X軸的力矩平衡以及沿Y軸的受力平衡列出微分方程，然后進行求解。 三自由度模型b方程推導(a) 坐標系統(tǒng) 依據(jù)上圖以汽車靜止時重心鉛垂線與側傾軸線的交點為坐標原點，以汽車縱向水平軸線取為X軸線，前進方向為正方向，過原點與X軸垂直方向向上為Z軸，與X，Z軸線垂直方向為Y軸線,坐標系統(tǒng)符合右手法則。 在將前輪轉向角（轉向盤轉角）看做已知輸入時，汽車的運動狀態(tài)可以用三個廣義坐標來表示：航向角、重心側偏角和車身側傾角。按右手定則，、的正向與Z軸一致。正向與X軸正向一致。 輪胎在側向力作用下產(chǎn)生側偏角1（前輪）與2（后輪），它們由側向力、與相應輪胎的特性所決定。在既定側偏角方向的情況下，、以與Y軸相反的方向為正。(b) 符號說明 如果單位不進行特殊說明均采用國際單位制。：整車質量（kg）：懸架上質量(kg):軸距(m)：重心到前后軸的距離(m) ：整車繞垂直軸線的轉動慣量() ：懸架上質量繞通過懸掛質量重心的X軸的轉動慣量() ：懸架上質量繞通過懸掛質量重心的X，Z的軸慣性積() ：前輪單側側偏剛度(N/rad) ：后輪單側側偏剛度(N/rad):前輪回正力矩系數(shù)():后輪回正力矩系數(shù)()：前輪側傾轉向系數(shù)：后輪側傾轉向系數(shù)：前側傾角剛度()：后側傾角剛度()：前側傾角阻尼()：后側傾角阻尼():側傾力臂(m)，懸掛上質量重心到側傾中心的垂直距離 ：汽車航向角(rad) ：懸架上質量與懸架下質量之間相對側傾角(rad) ：重心處速度與絕對坐標之間的夾角(rad):橫擺角速度(rad/s):側傾角速度(rad/s):重心處側偏角(rad):前輪有效側偏角(rad):后輪有效側偏角(rad):名義前輪轉角(rad):車速(m/s):前輪側向力(N):后輪側向力(N)(c) 方程推導過程 在上述坐標系統(tǒng)中，坐標原點O的絕對加速度在Y軸方向的投影為：在不太大的范圍內(nèi)，故 ()懸架上質量重心的橫向絕對加速度在Y軸上的投影為 () 按達朗貝爾原理，可列出如下三個平衡方程：繞Z軸力矩平衡式: ()沿Y軸力平衡式： ()即 ()繞X軸力矩平衡式： () 其中是懸架上質量繞車身重心的縱軸的轉動慣量，顧及，得 ()由于 ()及幾何關系： ()得 () 其中 ()為了便于上機運算，可令四維向量 ()為系統(tǒng)的狀態(tài)變量 那么我們就可以把上述微分方程改寫成為狀態(tài)變量X的一階微分方程 ()其中 () () () 利用上述方程就可以進行汽車角輸入操縱穩(wěn)定性能仿真計算。(d)計算結果參考標準《美國試驗安全車操縱穩(wěn)定性性能要求極其試驗方法》《汽車操縱穩(wěn)定性指標限值和評價方法》GB/T1304791c仿真計算(a) 輸入?yún)?shù)參數(shù)名稱參考設計車型1整車質量（設計載荷）1250kg簧載質量（設計載荷）1121kg軸距25
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