卡車常用計算公式

1、卡車常用計算公式1.1 速度下列公式一般適用于基于發(fā)動機速度、輪胎類型和總體速比基礎(chǔ)上的駕駛速度的計算：公式 18：速度其中：V= 駕駛速度，（ km/h）nMot =發(fā)動機速度，（1/min ）U= 輪胎滾動圓周， （ m）I G=變速器傳動比i V=分動器速比i A=驅(qū)動軸的最終傳動比為計算理論最大速度（或設(shè)計最高速度），發(fā)動機速度增加4%。因此公式如下:公式 19：理論最大速度注意：該計算專門用于計算基于發(fā)動機速度和傳動比基礎(chǔ)上的理論最終速度。該公式未考慮當(dāng)駕駛阻力抵消驅(qū)動力的時候?qū)嶋H最大速度會低于這個速度的事實。對實際可得速度的估算使用駕駛性能計算方法，其中一側(cè)的空氣阻力、滾動阻力和爬

2、坡阻力與另一側(cè)的牽引力相互抵消。該計算方法可見 1.8 部分“駕駛阻力” 。對帶有符合92/24/EEC 規(guī)定的限速器的車輛，設(shè)計最高速度通常是85km/h 。計算示例：車輛：33.430 6× 6 BB輪胎型號： 315/80 R22.5滾動圓周： 3.280m低速檔傳動比：13.80高速檔傳動比：0.84在最大發(fā)動機扭矩時的最小發(fā)動機速度：1.000/min最大發(fā)動機速度：1.900/min在公路應(yīng)用中分動器在非公路應(yīng)用中分動器G 172 的速比： 1.007G 172 的速比： 1.652最終傳動比： 4.00要求進行下列解答：1 在非公路應(yīng)用中最大扭矩下的最小速度2 沒有限速

3、器的情況下的理論最大速度解答 1：解答 2：可能的理論速度是115km/h ，但有限速器時限制速度為90km/h 。（必須要考慮時，因為公差的原因，速度實際設(shè)定為89km/h 。）1.2 效率效率指動力輸出與動力輸入的比率。由于動力輸出總是小于動力輸入，所以效率總是1 或100% 。公式 20： 效率當(dāng)幾個單元聯(lián)接成一系列時，各自的效率相乘。單個效率的計算示例如下：液壓泵的效率=0.7。如果要求的公率輸出Pab 是 20kW ，功率輸入Pzu 該是多少？4=0.8b： 3=0.95a： 2=0.951=0.71=0.7。該泵通過帶有兩個接頭的鉸接軸系統(tǒng)驅(qū)動一個液壓馬達。解答：多個效率的計算示例

4、如下：液壓泵的效率單個的效率液壓泵：鉸接軸接頭鉸接軸接頭液壓馬達：功率要求即功率輸出Pab=20kW ，則功率輸入Pzu？解答：全部效率：功率輸入：1.3 牽引力牽引力取決于：發(fā)動機扭矩全部速比（包括車輪上的速比）動力傳動的效率公式 21：牽引力FZ=牽引力，（ N）M Mot =發(fā)動機扭矩， （Nm ）=傳動系統(tǒng)的全部效率-見表 30 的指導(dǎo)數(shù)值I G=傳動比i V=變速器速比i A=驅(qū)動軸的最終傳動比U= 輪胎滾動圓周， （ m）牽引力的計算示例見爬坡能力的計算。1.4 爬坡能力上坡或下坡的行駛距離車輛的爬坡能力用百分比 （ %）表示。例如，數(shù)據(jù) 25%意味著可以越過水平長度 I=100m

5、 ，高度 h=25m 的坡。下坡是同樣的含義。行駛的實際距離c 按下列公式計算：公式 22：上坡或下坡的行駛距離c=行駛距離， mI= 上坡或下坡的水平長度，mh=上坡 /下坡的垂直高度，mp=上坡 /下坡的坡度，%計算示例坡度 p=25% 。長度 200m 的行駛距離是多少？上坡或下坡的角度上坡或下坡的角度用下列公式計算公式 23：上坡或下坡的坡度角a=坡度角，°p=上坡或下坡的坡度，%h=上坡 /下坡的垂直高度，mc=行駛距離， m計算示例：如果坡度25%，坡度角是多少？圖 96 坡度比率、坡度、坡度角TDB-171Downhill gradient: 下坡坡度Uphill gr

6、adient: 上坡坡度Gradient ratio ：坡度比率1.4.3 爬坡能力的計算爬坡能力取決于：牽引力（見公式21）全部的組合質(zhì)量，包括掛車或半掛車的全部質(zhì)量滾動阻力附著力（摩擦力）爬坡能力公式如下：公式 24：爬坡能力其中P=爬坡能力， %M Mot =發(fā)動機扭矩，NmFZ=牽引力，（ N）（根據(jù)公式21 計算）GZ=全部組合質(zhì)量，kgf R=滾動阻力系數(shù)見表29i G=傳動比i V=變速器速比i A=驅(qū)動軸的最終傳動比U= 輪胎滾動圓周， （ m）=傳動系的全部效率，見表30公式 24 計算車輛的爬坡能力基于下列參數(shù)發(fā)動機扭矩傳動比、變速器速比、最終傳動比和輪胎速比，及全部組合質(zhì)

7、量在此，只考慮車輛應(yīng)對一個基于它的參數(shù)上的有明確坡度的斜坡。不考慮車輪和道路之間的實際附著力，該因素在不利條件下（如濕路面）能降低牽引力，所以爬坡性能會遠低于此處的計算值。基于附著力基礎(chǔ)之上的實際條件下的爬坡性能的計算見公式25。表 29：滾動阻力系數(shù)道路表面系數(shù) f R良好的柏油路面0.007濕的柏油路面0.015良好的混凝土路面0.008惡劣的混凝土路面0.011塊石路面0.017次等路面0.032煤渣跑道0.150.94散沙路面0.150.30表 30：傳動系全部效率驅(qū)動軸數(shù)一個驅(qū)動軸0.95兩個驅(qū)動軸0.9三個驅(qū)動軸0.85四個驅(qū)動軸0.8計算示例：車輛： 33.430 6×

8、 6 BB最大發(fā)動機扭矩： M Mot =2,100Nm有三個驅(qū)動軸的效率：ges=0.85最低檔傳動比：i G=13.80變速器速比： -公路傳動裝置：iV =1.007-非公路傳動裝置：iV =1.652最終傳動比： i A =4.00輪胎 315/80 R 22.5 的滾動圓周： U=3.280m全部組合質(zhì)量：GZ =100,000kg滾動阻力系數(shù)：-光滑柏油路： f R=0.007-次等，有車轍的道路：fR=0.032要求進行下列解答：在公路和非公路條件下的最大爬坡能力Pf解答1：在公路傳動裝置條件下的最大牽引力（定義見公式21）2：在非公路傳動裝置條件下的最大牽引力（定義見公式21）

9、3：在公路傳動裝置條件下，在良好柏油路面上的最大爬坡能力4：在公路傳動裝置條件下，在次等有車轍路面上的最大爬坡能力5：在非公路傳動裝置條件下，在良好柏油路面上的最大爬坡能力6：在非公路傳動裝置條件下，在次等有車轍路面上的最大爬坡能力注釋：上述示例沒有考慮道路和驅(qū)動車輪之間的附著力（摩擦力）是否允許牽引力達到要跨越的坡度所要求的牽引力。下列公式考慮了該因素：公式 25：考慮了道路 /輪胎附著力因素的爬坡能力其中：PR=考慮摩擦力因素的爬坡能力，%=輪胎 /道路表面摩擦系數(shù)，濕的柏油路面0.5f R=滾動阻力系數(shù)，濕的柏油路面0.015Gan=驅(qū)動軸軸荷質(zhì)量總和，kgGZ=全部組合質(zhì)量， kg 計

10、算示例：上述車輛： 33.430 6× 6 BB 濕的柏油路面上的摩擦系數(shù)：滾動阻力系數(shù)，濕的柏油路面：全部組合質(zhì)量， GZ =100,000kg=0.5f R=0.015驅(qū)動軸軸荷質(zhì)量總和，Gan=26,000kg1.5 扭矩如果力和有效距離已知：公式 26：與力和有效距離相關(guān)的扭矩M=F·I如果輸出功率和角速度已知：公式 27：與輸出功率和角速度相關(guān)的扭矩在液壓系統(tǒng)中，如果排出速度（體積流率）、壓力和角速度已知：公式 28：與排出速度、壓力和角速度相關(guān)的扭矩其中：M= 扭矩， NmF=力， NI= 力的作用線到轉(zhuǎn)動中心之間的距離，mP=輸出功率， kWn=角速度， 1/

11、min=效率Q= 體積流率， l/minp=壓力， bar當(dāng)力和有效距離已知時的計算示例：一個電纜絞車，在拉力 F50,000N 的作用下，轉(zhuǎn)盤直徑 d=0.3m 不考慮效率因素，扭矩是多少？解答：M=F · I=F · 0.5d(轉(zhuǎn)盤半徑是力臂)當(dāng)輸出功率和角速度已知時的計算示例：取力器以n=1500/min 的角速度傳輸一個100kW 的功率。不考慮效率因素，輸出多少扭矩才可以傳輸？解答：如果已知一個液壓泵的排出速度（體積流率）、壓力和角速度，計算示例如下：液壓泵在 p=170bar 的壓力下排出體積流率 Q 80 l/min ，泵的角速度 1000/min 。不考慮效

12、率因素，需要的扭矩為多少？解答：如果考慮效率因素，在每種情況下扭矩的計算必須再除以全部效率（也見1.2：效率）1.6 輸出功率對于舉升運動：公式 29：舉升運動的輸出功率對于平面運動：公式 30：平面運動的輸出功率對于轉(zhuǎn)動運動公式 31：轉(zhuǎn)動運動的輸出功率在液壓系統(tǒng)中：公式 32：液壓系統(tǒng)的輸出功率其中：P=輸出功率， kWm= 質(zhì)量， kgv=速度， m/s=效率F=力， NM= 扭矩， Nmn=角速度， 1/minQ= 排出速度（體積流率） ， l/minp=壓力， bar示例 1：舉升運動：包括其自身重量的尾部舉升有效載荷m=2,600kg舉升速度v=0.2m/s如果不考慮效率因素，功率

13、輸出是多少？解答：示例 2：平面運動：電纜絞車的力F=100,000N電纜運動速度v=0.15m/s如果不考慮效率因素，要求的輸出功率是多少？示例 3：轉(zhuǎn)動運動：取力器轉(zhuǎn)動速度n=1,800/min可允許的扭矩M=600Nm不考慮效率因素，可能的輸出功率是多少？解答：示例 4：液壓系統(tǒng)：泵的體積流率Q=60 l/min壓力p=170bar如果不考慮效率因素，輸出功率是多少？解答：1.7 變速器上取力器的角速度如果取力器在變速器上運行且它的運行取決于距離，則它的角速度nN為距離每經(jīng)過一米取力器的轉(zhuǎn)數(shù)。按下式計算：公式 33：每米的轉(zhuǎn)數(shù)，變速器上的取力器取力器每運行一轉(zhuǎn)所經(jīng)過的距離s（ nN 的倒

14、數(shù)）按下式計算：公式 34：每轉(zhuǎn)的距離，變速器上的取力器其中：nN=取力器角速度，1/mini A=最終傳動比i V=變速器速比U= 輪胎滾動圓周，ms=運行距離， m示例：車輛：18.480 4× 4 BL輪胎 318/80 R22.5 滾動圓周： U=3.280m最終傳動比： i A=5.33變速器 G172，在公路傳動裝置條件下的速比：i V =1.007在非公路傳動裝置條件下的速比： i V =1.652 在公路傳動裝置條件下的取力器角速度：相應(yīng)的距離是：在非公路傳動裝置條件下的取力器角速度：相應(yīng)的距離是：1.8 行駛阻力主要的行駛阻力有滾動阻力爬坡阻力空氣阻力（迎風(fēng)阻力）車

15、輛只有克服了所有阻力的總和才能移動。阻力是一種力，或者與驅(qū)動力相平衡（勻速運動） ，或者小于驅(qū)動力（駕駛運動） 。公式 35：滾動阻力公式 36：爬坡阻力坡度角（ =公式 23，見：上坡和下坡坡度角）公式 37：空氣阻力其中：FR=滾動阻力， Nf R=滾動阻力系數(shù)，見表29GZ=全部組合質(zhì)量，kg=上坡仰角，°FS=爬坡阻力， Np=上坡坡度， %FL=空氣阻力， NcW=迎風(fēng)阻力系數(shù)A= 車輛正面迎風(fēng)面積，m2v=速度， m/s示例：拖車： GZ=40,000kg速度： v=80km/h坡度： Pf =3%車輛正面迎風(fēng)面積：A=7m 2在良好的柏油路面上滾動阻力系數(shù)：fR=0.0

16、07在下列兩種條件下有明顯的區(qū)別：帶氣流偏導(dǎo)裝置，cW1=0.6不帶氣流偏導(dǎo)裝置，cW2 =1.0解答：附加計算1：行駛速度從km/h 轉(zhuǎn)換成 m/s：附加計算2：爬坡能力從%轉(zhuǎn)換成度：1：滾動阻力的計算：2：爬坡阻力的計算：3：帶有氣流偏導(dǎo)裝置的空氣阻力FL1 的計算4：沒有氣流偏導(dǎo)裝置的空氣阻力FL2 的計算5：帶有氣流偏導(dǎo)裝置的全部阻力Fges1的計算6：沒有氣流偏導(dǎo)裝置的全部阻力Fges2的計算7：功率輸出要求 P1,帶氣流偏導(dǎo)裝置，不考慮效率因素（功率輸出套用公式 30，平面運動的動力輸出）：8：功率輸出要求P2，不帶氣流偏導(dǎo)裝置，不考慮效率因素：9：功率輸出要求P1，帶氣流偏導(dǎo)裝置

17、，全部驅(qū)動系效率=0.95：10：功率輸出要求P2 ，不帶氣流偏導(dǎo)裝置，全部驅(qū)動系效率=0.95 ：1.9 轉(zhuǎn)彎圓周當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，每一個車輪都畫一個轉(zhuǎn)彎圓周。外側(cè)的轉(zhuǎn)彎圓周，或是它的轉(zhuǎn)彎半徑，是研究的主要對象。計算是不精確的，因為當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎的時候，通過所有車輪中心的垂線不相交于曲線的中點（ Ackermann 限制）。另外，當(dāng)車輛運動的時候，將產(chǎn)生影響轉(zhuǎn)彎運動的動力。但是，下列公式可以達到估算的目的：公式 38：轉(zhuǎn)向軸之間的距離公式 39：外側(cè)轉(zhuǎn)向角理論值公式 40：轉(zhuǎn)向角的偏離：公式 41：轉(zhuǎn)彎半徑：圖 97：當(dāng)計算轉(zhuǎn)彎半徑時運動學(xué)的干擾TDB-172Outer turning circle

18、 ：外側(cè)轉(zhuǎn)彎圓周示例：車輛：型號18.350 4× 2 BL軸距： Ikt =3,900mm前軸：型號VOK-09輪胎： 315/80 R 22.5輪輞： 22.5× 1.00車轍寬度： s=2,048mm磨胎半徑： r0=49mm側(cè)轉(zhuǎn)向角：i=41.0°外側(cè)轉(zhuǎn)向角：a=32° 45=32.75 °1：轉(zhuǎn)向軸之間的距離2：外側(cè)轉(zhuǎn)向角理論值3：轉(zhuǎn)向偏離4：轉(zhuǎn)彎半徑1.10 軸荷的計算進行軸荷計算為了優(yōu)化車輛和達到適宜的上部構(gòu)造等級，必須進行軸荷的計算。只有在任何車身的構(gòu)造工作實施之前對車輛進行稱重，車身才能正確地匹配到卡車上。在稱重過程中重量的獲

19、得包含在軸荷的計算中。下面的部分將解釋軸荷的計算。應(yīng)用瞬時定理將裝備的重量分配在前軸和后軸上。所有的距離都是從理論的前軸中心線考慮。為了容易理解，在下面的公式中重量不是重力（N）的含義而是質(zhì)量(kg) 的含義。示例：一個 400L 的油箱代替一個 140L 的油箱安裝到車輛上。要求計算前、后軸上的重量分配。重量的差別： G=400-140=260kg與理論前軸中心線的距離：=1,600mm理論軸距： I t=4,500m圖 98：軸荷的計算：油箱的安排TDB-550Theoretical rear axle centerline: 理論后軸中心線解答：公式 42：后軸重量差公式 43：前軸重量

20、差在實際操作中四舍五入到整數(shù)位足夠。應(yīng)注意使用正確的算術(shù)符號，采用下列原則：尺寸-在理論前軸中心線前面的所有距離/余隙都帶一減號（-）-在理論前軸中心線后面的所有距離都帶一加號（+）重量-所有車輛增加的重量都帶有一加號（+）-所有從車輛上移走的裝備重量都帶有一減號（-）示例 -掃雪機轉(zhuǎn)盤：重量：G=120kg與第一軸中心線的距離：a=-1,600mm理論軸距： I t=4,500mm要求計算前軸和后軸的重量分配。后軸：GH=-43kg ，在后軸上的重量減少了。前軸：GH =-163kg ，在前軸上的重量增加了。下表列出了一個全部軸荷計算的示例。在這個示例中，有兩個變型進行比較（見表31）。表

21、31：軸荷計算示例：軸荷計算：部門：編制：代碼：VN ：用戶：位置：車輛，駕駛室：TGL 8.210 4 ×2 BB軸距： 3600軸距技術(shù)值：3600前懸： 1275=Serie=Sonder前懸技術(shù)值：1275圖紙?zhí)枺很嚿恚?3.800mm 加載平臺和后部起重機固定安裝，總起重力矩約 67kNm 計算 -號：KSW- 號：AE- 號：車輛號：檔案號：TDB- 號：名稱與理論點的距離重量分配與理論點重量分配的距離FA 中心FARA總量FA 中心FARA總量帶有駕駛員、 工具2,618753,4852,618753,485和備胎的底盤00拖掛裝置4,875-1247354,875-1

22、24735高位安裝排氣管，4803053548030535左司機座椅，舒適型-30016-115-30016-115鋼質(zhì)油箱，150L2,2002743702,200274370（ Serie 100L ）4,925-414104,925-41410塑料擋泥板 RA3,600025263,600025262,905416202,90541620取力器和泵1,500114151,50011415輪胎 RA 225/75 R3,600010103,6000101017.5輪胎 FA 225/75 R0505050517.54,875-1141304,875-114130長座椅-30022-220-

23、30022-220穩(wěn)定器 RA3,900-333303,900-33330其它1,2802916451,280291645機油箱1,55960451051,5596045105后部起重裝置， 起1,0206312498800000重臂向下折 *在起重機區(qū)域的1,1003114451,100311445加強裝置下支架 u.Kippbr3,250908409303,25090840930ücke后部起重裝置，起重臂伸長*00001,77044743388000000000底盤 -自重3,542,25,8153,352,455,81507578容許負(fù)載3,705,67,4903,705,6

24、07,49000000底盤自重和容許1603,31,6753433,141,675負(fù)載之間的差252有效載荷的重心3441601,51,6757383431,331,675和 FA 滿載 ×1=152車身 RA 滿載-3,547-1,63,31,675-3153-1463,141,675× 2=502572理論 RA 中心線2501161,1,6752501161,1,675實際× 3=559559軸超載-44-17-227-1,58663由于軸超載而損00失的有效載荷仍保留的均布負(fù)11615516751161,551,675載99有效載荷00000000車輛滿載

25、3,65383749034734,017,490647軸或車輛載荷98.868.100.093.971.7100.0%5%軸荷分配48.851.100.046.453.6100.0%2%車輛未負(fù)載354022758153357245858155軸或車輛載荷95.740.77.6%90.743.977.6%6%軸荷分配60.931.100.057.742.3100.0%1%車輛前懸 47.2%* Kranarmablage erfolgt mach hinten(V A-Entlastung!)( 德語 )重量公差遵循我們有義務(wù)提供的DIN 標(biāo)準(zhǔn) 70020 信息的規(guī)定帶有舉升從動軸的重量的計算

26、在 MANTED 體系（ .manted.de）和其它技術(shù)文件中的從動軸車輛在從動軸落下情況下的重量已被計算出。在從動軸舉升之后前軸和驅(qū)動軸的軸荷分配通過計算很容易確定。第三軸（從動軸）舉升時在第二軸（驅(qū)動軸）上的重量公式 44：第三軸舉升時第二軸上的重量其中：G2an=第三軸舉升后第二軸自重，kgG23=第二軸和第三軸自重，kgI12=一、二軸之間的軸距，mmIt=理論軸距， mm第三軸（從動軸）舉升時前軸上的重量公式 45：第三軸舉升時第一軸上的重量其中G1an=從動軸舉升后第一軸自重，kgG=車輛自重， kg示例：車輛：型號26.400 6× 2-2 LL軸距： 4,800+1

27、,350車架前懸： 2,600駕駛室： XXL從動軸降下時的自重：前軸： G1ab=5,100kg驅(qū)動和從動軸：G23=3,505kg自重： G=8,605kg允許軸荷： 7,500kg/11,500kg/7,500kg解答：1 理論軸距的計算（見“總則”章）2.第三軸（從動軸）升起時第二軸（驅(qū)動軸）自重的計算：3. 第三軸（從動軸）升起時第一軸（前軸）自重的計算：1.11 沒有下支架的車身支撐長度在下列的示例中所要求計算的支撐長度沒有把所有的影響因素都考慮在。但是，它列出了一個選擇，為實際應(yīng)用提供了一些好的參考值。支撐長度采用下列公式計算：公式 46：當(dāng)沒有使用下支架時支撐長度的計算公式如果

28、車架和支撐由不同材料制成，則應(yīng)用下列公式：公式 47：在不同材料情況下的彈性系數(shù)其中：I= 每一個支撐的支撐長度，mmF=每個支撐所受的力，NE=彈性系數(shù)， N/mm 2rR=車架縱向構(gòu)件剖面的外半徑，mmrA =支撐剖面的外半徑，mm 0.2=更低值材料的擊穿點，N/mm 2ER=車架縱向構(gòu)件剖面的彈性系數(shù)，N/mm 22示例：可替換的車身底盤26.4006× 2-2 LL ，軸距 4,500+1,350 ，大容積駕駛室，允許總重26,000kg，底盤自重 8,915kg 。解答：有效載荷和車身大約為：26,000-8,915=17,085kg如果在底盤上有六個支撐點，每個支撐所承

29、受的重量：17,085： 6=2,847kg力： F=2,847kg ·1.81kg ·m/s2=27,933N車架剖面的外半徑，rR=18mm支撐剖面的外半徑，rA =16mm兩種材料的擊穿點，0.2=420N/mm 2然后用公式46 確定每一個支撐的大約最小長度：1.12 聯(lián)結(jié)裝置拖掛裝置要求的拖掛裝置的尺寸由D 值確定。D 值的公式如下：公式 48：D 值D=D 值， kNT= 牽引車的允許總重，tR=掛車的允許總重，t示例：車輛：18.460 4× 2 BL允許總重： 18, 000kg=T=18t掛車負(fù)荷： 26,000=R=26tD 值：如果掛車總重R 和聯(lián)結(jié)裝置的D 值已給出，則牽引車的允許總重T 可采用下列公式確定：如果牽引車的允許總重T 和聯(lián)結(jié)裝置的D 值已給出，則掛車負(fù)荷R 的最大允許值可采用下列公式確定：剛性掛鉤掛車/中央軸掛車除 D 值之外，對于剛性掛鉤和中央軸掛車還應(yīng)用其它的條件。拖掛裝置和橫向構(gòu)件的端部有更低的掛車負(fù)荷， 因為在這種情況下對拖掛裝置和橫向構(gòu)件的端部起作用的突出部分的重量都被考慮在了。為了與歐盟法規(guī)相協(xié)調(diào)，術(shù)語D C 值和 V 值由指令 94/20/EC 引入：采用下列公式：公式 49：剛性掛鉤和中央軸掛車的D 值公式公式 50：對有一個允許突出部分的重量掛車質(zhì)量的10%而不大于 1,000kg