5.3 主要性能参数的选择

1.动力性参数

①最高车速v_max：随着道路条件的改善，微型、轻型载货汽车的最高车速大于中型、重型载货汽车的最高车速，重型载货汽车的最高车速较低。其他车型的最高车速范围见表5-4。

表5-4 汽车动力性参数范围

②加速时间t：汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大的加速度加速到一定车速所用的时间称为加速时间。

③上坡能力：用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数i_max来表示汽车上坡能力。使用条件不同，对汽车上坡能力的要求也不一样。通常要求货车能克服30%以上的坡度。

④比转矩：汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比称为比转矩。它能反映汽车的牵引能力。不同车型的比功率和比转矩范围见表5-4。

汽车的动力性参数主要有直接档和1档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。

（1）直接档动力因数D_0max

D_0max的选择主要根据对汽车加速性与燃料经济性的要求，以及汽车类型、用途和道路条件而异。载货汽车的D_0max是随汽车总质量的增大而逐渐减小的，但也有一个限度。微型载货汽车的D_0max值较大，轻型载货汽车次之，因为它们不会拖带挂车，而且对平均车速和加速性能的要求也较高。中、重型载货汽车的D_0max多在0.04～0.07范围内。中、重型载货汽车选择D_0max时的要求是，拖带挂车后仍能以直接档在具有3%坡度的公路上行驶。鞍式牵引汽车及半挂车等汽车列车的D_0max应在0.03以上。矿用自卸汽车的行驶阻力大，其D_0max值也应不小于0.04。

（2）1档动力因数D_Imax

1档最大动力因数D_Imax直接影响汽车的最大爬坡能力、通过困难路段的能力和起步并连续换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显，而主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。对于公路用车，D_Imax多为0.30～0.38；中级及以上的载货汽车，其D_Imax的上限可高达0.5，以便获得必要的最低车速和较强的加速能力。矿用自卸汽车（装载量为6.5t以下）的D_Imax多为0.30～0.46，当采用液力机械传动时，由于汽车起步后动力因数下降较快，为保证有足够的爬坡速度和加速能力，D_Imax还应取大一些。军用越野汽车的爬坡能力要求高达60%～75%，故其D_Imax多选择在0.63以上。

（3）最高车速v_max

随着汽车性能特别是主/被动安全性能的提高、各国公路路面的改善和高速公路的发展，汽车的最高车速普遍有所提高。选择时应考虑汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定。

（4）汽车的比功率和比转矩

这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。比功率是评价汽车动力性能（如速度性能和加速性能）的综合指标，比转矩则反映了汽车的比牵引力或牵引能力。在比较各国车型的比功率时，应考虑到各国内燃机功率测定标准的差异。为了保证载货汽车在高速公路上的速度适应性，有些国家对汽车的比功率值有所规定。载货汽车的比功率随总质量的增加而减小。为保证路上行驶车辆的动力性不低于一定的水平，防止某些性能差的车辆阻碍交通，应对车辆的最小比功率做出规定。GB 7258—2012《机动车运行安全技术条件》规定：农用运输车与运输用拖拉机的比功率不小于4.0kW/t，其他机动车不小于4.8kW/t。

（5）汽车的加速时间

汽车由起步并换档加速到一定车速v_a的时间，称为“0到v_a的换档加速时间”；而在直接档下由车速为20km/h加速到某一车速v_a（km/h）的时间，称为“20到v_a的直接档加速时间”，它们均为衡量汽车加速性能和动力性能的重要指标。

载货汽车常用0→60km/h的换档加速时间或在直接档下由20km/h加速到某一车速的时间来评价。装载量为2～2.5t的轻型载货汽车的0→60km/h的换档加速时间多为0.5～30s；重型载货汽车的0→50km/h的换档加速时间为40～60s。国外也有用起步并换档加速行驶到某一距离（如0→400m、0→500m、0→1000m）所花费的时间来衡量汽车的加速性能的。

2.燃料经济性参数

汽车在良好的水平硬路面上以直接档满载等速行驶100km时的最低燃料消耗量Q（L/100km），称为汽车的“百公里最低燃料消耗量”，它是汽车的燃料经济性常用的评价指标。它也是满载的汽车在良好的硬路面上用直接档以经济车速等速行驶时的百公里耗油量。

单位汽车质量的百公里最低燃料消耗量，又称为汽车的“单位燃料消耗量”[L/（100km·t）]。在新车设计时，其燃料经济性可参考总质量相近的同类车型的百公里耗油量或单位燃料消耗量来估算。表5-5所列为载货汽车的单位燃料消耗量的统计值范围。

表5-5 载货汽车的单位燃料消耗量

3.机动性参数

汽车的最小转弯直径是汽车机动性的主要参数。最小转弯直径是指当转向盘转至极限位置时，由转向中心至前外轮接地中心的距离，它用来描述汽车转向机动性，是衡量汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标，反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上掉头的能力。最小转弯直径与汽车的轴距、轮距及转向车轮的最大转角等有关，并应根据汽车的类型、用途、道路条件、结构特点及轴距等尺寸选取。对机动性要求高的汽车，最小转弯直径应取小些。GB 7258—2012中规定：机动车的最小转弯直径，以外轮轨迹中心为基线测量，其值不得大于24m；当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的内轮差不得大于3.5m。

4.操纵稳定性参数

由于轮胎的侧偏，前、后轴会产生相应的侧偏角。其角度差为正、负、零时，使汽车分别获得“不足转向”“过度转向”和“中性转向”特性。为了保证良好的操纵稳定性，希望得到不足转向特性。汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关，并能作为设计指标的如下：

①转向特性参数：为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定的不足转向性。通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差作为评价参数。此参数以1°～3°为宜。

②车身侧倾角：汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3°以内较好，最大不允许超过7°。

③制动前俯角：为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g的减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5°。

5.行驶平顺性参数

行驶平顺性通常用车身振动参数来评价。在总体设计时，通常应给出前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数值作为设计要求。

前、后悬架的偏频n₁与n₂应接近且应使n₂略高于n₁，以免发生较大的车身纵向角振动。但微型轿车因轴距短，使后排座接近后轮，为了改善其后座的舒适性，可以将后悬架设计得软一些而使n₂<n₁。表5-6所列为各类汽车的偏频和静、动挠度值的一般范围。对于舒适性要求高的汽车，偏频值取低限。对于前、后悬架的静挠度值f_c1和f_c2的匹配，推荐取f_c2=（0.8～0.9）f_c1；而对于载货汽车，考虑到前、后轴荷的差别和避免驾驶员疲劳，前、后静挠度值之比应更大些。

表5-6 前、后悬架的满载偏频和静、动挠度推荐值

6.制动性参数

汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离S_t和平均制动减速度j来评价制动效能。

GB 7258—2012《机动车运行安全条件》中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求见表5-7。

表5-7 制动距离和制动稳定性要求

汽车制动性常以制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。制动距离是指在良好的试验跑道上和规定的车速下，紧急制动时由踩制动踏板起到完全停车的距离。我国通常以车速为30km/h和50km/h的最小制动距离来评价不同车型的制动效能。对于紧急制动时的踏板力，载货汽车大于700N。设计中在制订制动性能标准时还应满足有关安全性的国家标准、法规等对汽车制动效能的要求。

7.通过性参数

总体设计要确定的通过性几何参数有最小离地间隙、接近角α、离去角β、纵向通过半径。通过性参数取值一般范围见表5-8。

表5-8 通过性参数取值一般范围

8.舒适性

汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件，称为舒适性。舒适性包括平顺性、空气调节性能（温度、湿度等）、车内噪声、乘坐环境（活动空间、车门及通道宽度、内部设施等）及驾驶的操作性能。

汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价，包括频率和振动加速度等，此外悬架动挠度也是评价参数之一。

要点

主要性能参数的选择，主要依据整车的使用要求、同类汽车的参数对比和竞争车型参数分析来选择。