汽车动力学方程

汽车动力学方程汽车的行驶阻力分别来自轮胎在路面上滚动时的滚动阻力 Ff 车身相对空气运动产生的空气阻力 Fw 克服道路坡度的坡度阻力 Fi 和用于自身加速的加速阻力 Fj

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汽车动力学理论分析基础,先说结论

汽车驱动力=汽车阻力

Ft =  Ff + Fw + Fi + Fj

将公式展开为:

\frac{T_{tq}*i_{g}*i_{0}*\eta _{t}}{r} = G*f + \frac{C_{d}Av^{2}}{21.15} + G*i +\delta m*\frac{du}{dt}

1、汽车的驱动力

纯电动汽车发动机输出转矩Ttq,经传动系传动至驱动轮,得到驱动力矩Tt,该力矩由地面切向反力Ft平衡,Ft就是驱动力。

汽车动力学方程

F_{t} = \frac{T_{tq}*i_{g}*i_{0}*\eta _{t}}{r}

Ft 轮端驱动力,Ttq电机扭矩,ig变速箱(减速箱)速比,i0主减速器速比,ηt为传动效率,r为车轮半径。

2、汽车阻力

 汽车的行驶阻力分别来自轮胎在路面上滚动时的滚动阻力Ff、车身相对空气运动产生的空气阻力Fw、克服道路坡度的坡度阻力Fi、和用于自身加速的加速阻力Fj。即总的行驶阻力sum F = Ff + Fw + Fi + Fj。

a.滚动阻力

Ff = G * f

G为整车的重力,f为滚动阻力系数。滚动阻力系数f与轮胎结构、气压、道路状况和车速等有关。一般性分析时,认为f仅取决于道路状况。在常见的沥青或混凝土路面上,滚动阻力系数f大致在0.01-0.02之间。

b.空气阻力

F_{w} = \frac{C_{d}Av^{2}}{21.15}

Cd为空气阻力系数,A为迎风面积(m^2),v为车速(km/h)

c.坡度阻力

 坡度阻力Fi就是重力沿坡道向下的分量,很显然Fi=Gsinα。

汽车动力学方程

一般道路的坡度都不大,sinα≈tanα,而tanα就是坡度i,所以Fi=Gi。

d.加速阻力

加速阻力
    汽车加速行驶时,克服其质量加速运动时的惯性力,就是加速阻力Fj。
    汽车加速时,不仅平移质量(即整车质量)要加速,而且旋转质量(主要是车轮和发动机飞轮)也要加速,所以加速阻力比整车平移质量的惯性力要大。

F_{j} =\delta m*\frac{du}{dt}

du/dt—汽车的加速度(m/s2)

3、汽车行驶方程式

汽车驱动力=汽车阻力

Ft =  Ff + Fw + Fi + Fj

将公式展开为:

\frac{T_{tq}*i_{g}*i_{0}*\eta _{t}}{r} = G*f + \frac{C_{d}Av^{2}}{21.15} + G*i +\delta m*\frac{du}{dt}

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