14汽車總體設(shè)計(jì)整車性能仿真與系統(tǒng)匹配(編輯修改稿)
2025-07-26 19:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 率與減速時(shí)間的乘積。其中：：怠速油耗消耗率，單位：L/s。:減速時(shí)間，單位s。 如果這段計(jì)算期間開(kāi)始速度為(單位：km/h)，截止速度為(單位：km/h)，那么這段時(shí)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(shí)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(shí)間,單位：s 綜合上述計(jì)算，對(duì)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(gè)階段燃油消耗量的總和（單位：L）。：為各個(gè)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(dòng)機(jī)形式456Q總重1450kg空氣阻力系數(shù)傳動(dòng)效率90%迎風(fēng)面積主減速器傳動(dòng)比變速器5擋1擋2擋3擋4擋5擋滾動(dòng)阻力系數(shù)燃油密度車輪半徑怠速燃油消耗率(4) 計(jì)算實(shí)例結(jié)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(jì)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(gè)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(jì)算包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：時(shí)域計(jì)算、頻域計(jì)算、瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)計(jì)算、角輸入響應(yīng)計(jì)算、力輸入響應(yīng)計(jì)算等內(nèi)容。(2) 角階躍輸入響應(yīng)a原理，我們采用三自由度汽車模型，也就是航向角、車身側(cè)傾角、重心處側(cè)偏角來(lái)描述汽車的運(yùn)動(dòng)。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(jìn)行求解。 三自由度模型b方程推導(dǎo)(a) 坐標(biāo)系統(tǒng) 依據(jù)上圖以汽車靜止時(shí)重心鉛垂線與側(cè)傾軸線的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以汽車縱向水平軸線取為X軸線，前進(jìn)方向?yàn)檎较颍^(guò)原點(diǎn)與X軸垂直方向向上為Z軸，與X，Z軸線垂直方向?yàn)閅軸線,坐標(biāo)系統(tǒng)符合右手法則。 在將前輪轉(zhuǎn)向角（轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角）看做已知輸入時(shí)，汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用三個(gè)廣義坐標(biāo)來(lái)表示：航向角、重心側(cè)偏角和車身側(cè)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(cè)向力作用下產(chǎn)生側(cè)偏角1（前輪）與2（后輪），它們由側(cè)向力、與相應(yīng)輪胎的特性所決定。在既定側(cè)偏角方向的情況下，、以與Y軸相反的方向?yàn)檎?b) 符號(hào)說(shuō)明 如果單位不進(jìn)行特殊說(shuō)明均采用國(guó)際單位制。：整車質(zhì)量（kg）：懸架上質(zhì)量(kg):軸距(m)：重心到前后軸的距離(m) ：整車?yán)@垂直軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量() ：懸架上質(zhì)量繞通過(guò)懸掛質(zhì)量重心的X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量() ：懸架上質(zhì)量繞通過(guò)懸掛質(zhì)量重心的X，Z的軸慣性積() ：前輪單側(cè)側(cè)偏剛度(N/rad) ：后輪單側(cè)側(cè)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(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)：后輪側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)：前側(cè)傾角剛度()：后側(cè)傾角剛度()：前側(cè)傾角阻尼()：后側(cè)傾角阻尼():側(cè)傾力臂(m)，懸掛上質(zhì)量重心到側(cè)傾中心的垂直距離 ：汽車航向角(rad) ：懸架上質(zhì)量與懸架下質(zhì)量之間相對(duì)側(cè)傾角(rad) ：重心處速度與絕對(duì)坐標(biāo)之間的夾角(rad):橫擺角速度(rad/s):側(cè)傾角速度(rad/s):重心處側(cè)偏角(rad):前輪有效側(cè)偏角(rad):后輪有效側(cè)偏角(rad):名義前輪轉(zhuǎn)角(rad):車速(m/s):前輪側(cè)向力(N):后輪側(cè)向力(N)(c) 方程推導(dǎo)過(guò)程 在上述坐標(biāo)系統(tǒng)中，坐標(biāo)原點(diǎn)O的絕對(duì)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(zhì)量重心的橫向絕對(duì)加速度在Y軸上的投影為 () 按達(dá)朗貝爾原理，可列出如下三個(gè)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(zhì)量繞車身重心的縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，顧及，得 ()由于 ()及幾何關(guān)系： ()得 () 其中 ()為了便于上機(jī)運(yùn)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(xiě)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(jìn)行汽車角輸入操縱穩(wěn)定性能仿真計(jì)算。(d)計(jì)算結(jié)果參考標(biāo)準(zhǔn)《美國(guó)試驗(yàn)安全車操縱穩(wěn)定性性能要求極其試驗(yàn)方法》《汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值和評(píng)價(jià)方法》GB/T1304791c仿真計(jì)算(a) 輸入?yún)?shù)參數(shù)名稱參考設(shè)計(jì)車型1整車質(zhì)量（設(shè)計(jì)載荷）1250kg簧載質(zhì)量（設(shè)計(jì)載荷）1121kg軸距25
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