汽车总体设计：发动机功率、转矩及转速

（1）发动机最大功率及其转速

已知最高车速后，发动机的功率应大于等于该车速行驶时所需要的行驶阻力的功率之和，可用式（8-5）计算

式中，P_emax为发动机最大功率（kW）；η_T为传动系统效率；m为汽车总质量（kg）；g为重力加速度，g=9.81m/s²；f为滚动阻力系数，由试验确定，它与路面的种类、行车速度、轮胎的种类、气压有关；C_D为空气阻力系数，轿车普通选为0.3～0.45，具体根据车的形式选择，见表8-6；A为迎风面积（m²），可取0.78（前轮距×总高）；v_max为最高车速（km/h）。

表8-6 各种轿车的空气阻力系数

（续）

①无迎面风（v₀=0）。

在实际工作中，还可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。汽车的比功率是指每吨质量所具有的功率值，计算公式为(www.xing528.com)

由式（8-6）可见，不同的汽车，其f、η_T和C_D值大体相等，且最高车速也差别不大，唯一影响比功率值的是A/m。其中，各种车型的A值差别不大，但汽车的总质量m是变化较大的一个参数，总质量越大，其比功率值越小，与统计值相符。许多国家都有最低比功率的限值，以保证在公路上各种车辆都有近似的动力性能。

通过上述方法计算的发动机功率可以互相补充，以最后确定发动机的最大功率值。

发动机最大功率点的转速及转速范围，应根据发动机的类型、最高车速、最大功率值对应的活塞平均速度、生产条件及参考同类样机的数值来决定。

（2）发动机最大转矩及其转速

当发动机最大功率及其相应转速确定后，可用式（8-7）确定发动机的最大转矩

式中，T_emax为发动机最大转矩（N·m）；α为转矩适应性系数，，α值标志着行驶阻力增加时，发动机沿外特性曲线自动增加转矩的能力，α的大小可参考同类样机的数值进行选取，一般汽油机α=1.2～1.35，柴油机α=1.1～1.25；T_p为最大功率点的转矩（N·m）；n_p为最大功率点转速（r/min）。

发动机最大转矩点的转速n_M应该认真选取，一般希望该转速与最大功率点的转速有一定的比例关系，即保证n_p/n_M为1.4～2.0。如果n_M取得过高，会使n_p/n_M的比值变小，若小于1.4，则会使直接档的稳定车速偏高，造成在市区内行驶、转弯等情况下增加换档次数，所以希望n_M不要太高。