汽車?yán)碚摿?xí)題指導(dǎo)與參考答案

1、目錄第一章汽車的動力性 2第二章汽車的燃油經(jīng)濟性 14第三章汽車動力裝置參數(shù)的選定 23第四章汽車的制動性 30第五章汽車的操縱穩(wěn)定性 36第六章汽車的平順性 44第一章汽車的動力性1.1試說明輪胎滾動阻力的定義，產(chǎn)生機理和作用形式。答：車輪滾動時，由于車輪的彈性變形、路面變形和車轍摩擦等原因所產(chǎn)生的阻礙汽車行駛的力稱為輪胎滾動阻力。產(chǎn)生機理和作用形式：（1）彈性輪胎在硬路面上滾動時，輪胎的變形是主要的，由于輪胎有內(nèi)部摩擦，產(chǎn)生彈性遲滯損失，使輪胎變形時對它做的功不能全部回收。由于彈性遲滯，地面對車輪的法向作用力并不是前后對稱的，這樣形成的合力Fz并不沿車輪中心（向車輪前進方向偏移a ）。如果

2、將法向反作用力平移至與通過車輪中心的垂線重合，則有一附加的滾動阻力偶矩TfFz a。為克服該滾動阻力偶矩，需要在車輪中心加一推力Fp與地面切向反作用力構(gòu)成一力偶矩。（2）輪胎在松軟路面上滾動時，由于車輪使地面變形下陷，在車輪前方實際形成了具有一定坡度的斜面，對車輪前進產(chǎn)生阻力。（3 ）輪胎在松軟地面滾動時，輪轍摩擦?xí)鸶郊幼枇?。?）車輪行駛在不平路面上時，引起車身振蕩、減振器壓縮和伸長時做功，也是滾動阻力的作用形式。1.2滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：滾動阻力系數(shù)與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。這些因素對滾動阻力系數(shù)的具體影響參考課本P9。1.3確定一輕型貨車的動力

3、性能（貨車可裝用 4擋或5擋變速器，任選其中的一種進行整 車性能計算）：1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時相應(yīng)的附著率。3） 繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車用2檔起步加速行駛至 70km/h的車速一時間曲線，或者用計算機求汽車用2檔起步加速行駛至 70km/h的加速時間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動機使用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為Tq19.313 295.27（-） 165.44（- ）2 40.874（-）3 3.8445（-）4q 1000 1000 1000 1000式中，Tq為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩（N? m） ;n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速（

4、r/min ）。發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速 nmin=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax=4000r/min 。裝載質(zhì)里2000kg整車整備質(zhì)里1800kg總質(zhì)量3880kg車輪半徑0.367m傳動系機械效率n t=0.85滾動阻力系數(shù)f =0.013空氣阻力系數(shù)x迎風(fēng)面積CDA=2.77m主減速器傳動比io=5.83飛輪轉(zhuǎn)動慣量I f=0.218kg? mi二前輪轉(zhuǎn)動慣量lwi=1.798kg?吊四后輪轉(zhuǎn)動慣量Iw2=3.598kg?吊變速器傳動比ig（數(shù)據(jù)如下表）I檔n檔川檔檔V檔四檔變速器6.093.091.711.00-五檔變速器5.562.7691.6441.000.793軸距L=3.2m質(zhì)心

5、至前軸距離（滿載）a=1.974m質(zhì)心高（滿載）hg=0.9m分析：本題主要考察知識點為汽車驅(qū)動力一行駛阻力平衡圖的應(yīng)用和附著率的計算、等效坡度的概念。只要對汽車行駛方程理解正確， 本題的編程和求解都不會有太大困難。 常見 錯誤是未將車速的單位進行換算。2） 首先應(yīng)明確道路的坡度的定義i tan 。求最大爬坡度時可以對行駛方程進行適當(dāng)簡化，可以簡化的內(nèi)容包括兩項 COS 1和sin tan ，簡化的前提是道路坡度角不大， 當(dāng)坡度角較大時簡化帶來的誤差會增大。計算時，要說明做了怎樣的簡化并對簡化的合理性進行評估。3）已知條件沒有說明汽車的驅(qū)動情況，可以分開討論然后判斷，也可以根據(jù)常識判斷 輕型貨

6、車的驅(qū)動情況。解：1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖汽車驅(qū)動力Ft=Ttqigiot ;行駛阻力Ff+Fw+Fi+Fj = G?f +-CdAu2+G?i+m-dUr21.15dtr n發(fā)動機轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：ua 0.377 -igi。由本題的已知條件，即可求得汽車驅(qū)動力和行駛阻力與車速的關(guān)系，編程即可得到汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速、最大爬坡度及 克服該坡度時相應(yīng)的附著率 由1）得驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖，汽車的最高車速出現(xiàn)在5檔時汽車的驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線的交點處，Umax= 99.08m/s。 汽車的爬坡能力，指汽車在良好路面上克服FfFw后的余力全

7、部用來（等速）克服坡度阻力時能爬上的坡度，此時dU 0 ,因此有FiFtFf Fw ,可得到汽車爬坡度與dttf車速的關(guān)系式：i tan arcsin -；而汽車最大爬坡度imax為I檔時的最大爬GC a坡度。計算可得 Ff Gf 3880 9.8 0.013 494.312 N； FwD u28.382 n；21.15一檔最大驅(qū)動力Ft1經(jīng)查圖得13100N。計算可得，imax 0.352。如是前輪驅(qū)動，C 1 =q；相應(yīng)的附著率C 1為1.20，不合理，舍去。b hgqL L如是后輪驅(qū)動，C 2 =q;相應(yīng)的附著率C 2為0.50。a hgqL L3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，求加速時間

8、求得各檔的汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如下表所示:汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)I檔n檔川檔檔V檔 - -22/1 w1 figi0 T1 2 2 mrmr1.38291.10271.04291.02241.0179利用MATLAB畫出汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖:忽略原地起步時的離合器打滑過程，假設(shè)在初時刻時，汽車已具有n檔的最低車速。由于各檔加速度曲線不相交（如圖三所示），即各低檔位加速行駛至發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到最大轉(zhuǎn)速時換入高檔位；并且忽略換檔過程所經(jīng)歷的時間。結(jié)果用MATLAB畫出汽車加速時間曲線如圖五所示。如圖所示，汽車用n檔起步加速行駛至70km/h的加速時間約為26.0s。Ft1= Tq*

9、ig(1)*i0*yitaT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*yitaT/r;Ft3=Tq*ig (3) *i0*yitaT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*yitaT/r;Ft5=Tq*ig (5) *i0*yitaT/r;ua1=0.377*r* n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r* n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r* n/ig( 3)/i0;ua4=0.377*r* n/ig(4)/i0; ua5=0.377*r* n/ig( 5)/i0;求驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖ua=0:5:120附錄MATLAB程序公用部分n=600:10:4000;Tq=-19.313

10、+295.27*( n/1000)-165.44* (n/1000)92+40.874*( n/1000).A3-3.8445.*( n/1000).A4m=3880;g=9.8;G=m*g;yitaT=0.85;r=0.367;f=0.013;CdA=2.77;i0=5.83;lf=0.218;lw 仁1.798;lw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;Ff=G*f;axis(0 99 0 2.5)title(汽車的行駛加速度曲線)xlabel(ua-km/h)ylabel(a-m/sA2)plot(ua1,

11、i nv_a1,ua2,i nv_a2,ua3,i nv_a3,ua4,i nv_a4,ua5,i nv_a5)axis(0 99 0 10)title(汽車的加速度倒數(shù)曲線)gtext(I )gtext(n )gtext(川)gtext(IV)gtext( V)求加速時間曲線圖m=3880;g=9.8;G=m*g;yitaT=0.85;r=0.367;f=0.013;CdA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw 仁1.798;lw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nmin=600;nm ax=4

12、000;u1=0.377*r* nmin ./ig/iO;u2=0.377*r* nm ax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(i )A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);enddeta_u=0.01;ua=6:deta_u:99;N=le ngth(ua); n=0;Tq=0;Ft=0;i nv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CdA*ua.A2/21.15;for i=1:Nk=i;Ff=G*f;Fw=CdA*ua42/21.15;Fz=Ff+Fw plot(ua1,F

13、t1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4, ua5,Ft5,ua,Fz)title( 驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖) xlabel(ua-km/h)ylabel(F-N)gtext(Ft1),gtext(Ft2),gtext(Ft3 ),gtext(Ft4),gtext(Ft5),gtext(Ff +Fw)求一擋最大爬坡度Ftt= Ft1-Fzimax=ta n(asi n(max(Ftt/G);imax求行駛加速度曲線、加速度倒數(shù)曲線 圖deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(1) A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);deta2=1+(lw1+lw

14、2)/(m*rA2)+(lf*(ig(2) A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(3) A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(4) A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(5)A2*i0A2*yitaT)/(m*rA2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);i nv_a1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);i nv_a2=1.

15、/a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);i nv_a3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);i nv_a4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);i nv_a5=1./a5Plot(ua1,a1,ua2,a2,ua3,a3,ua4,a4,ua5,a5)delta(i)=deta_u*i nv_a(i)/3.6; end a=delta(1:k); t(i)=sum(a);endplot(t,ua),gridaxis(0 100 0 60) title(汽車加速時間曲線)xlabel(t-s) ylabel(ua-km/h

16、)if ua(i)=u2 (2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44* (n/ 1000)2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*( n/1 000)A4;Ft=Tq*ig (2)*i0*yitaT/r;in v_a(i)=(deta (2) *m)/(Ft-Ff-Fw(i);delta(i)=deta_u* in v_a(i)/3.6;elseif ua(i)=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44

17、* (n/ 1000)A2+40.874*(門/1000)人3-3.8445*( n/1 000)A4;Ft=Tq*ig (3)*i0*yitaT/r;in v_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i);delta(i)=deta_u* in v_a(i)/3.6;elseif ua(i)Fz1F zs1Fzj 19643.2牛 mamax最大附著力Fz1 = 1928.6N。又由FX1 Ff 2FwFj 0.385Gf Fw Fj 120.7 Fw Fj最高車速時，加速度為零，則由上式有:FX1 Ff2 Fw。即，F(xiàn)wFX1Ff 2由于求極限最高車速，此時,附著力 F1就是

18、路面能提供的最大地面切向反作用力Fx1所以Ff = 1928.6-120.7= 1807.9 N ,FCD A 2FWU a max21.15由此可推出其極限最高車速:ua max = 206.1 km/h 。ii求極限最大爬坡度：當(dāng)汽車爬坡時，車速較低，加速度為零Fj 0，忽略空氣阻力Fw 0 ,則前輪的地面法向反作用力bFz1 Fzs1 G(COSsi也 sin )L后輪的地面法向反作用力Fz2 Fzs2G ( cosL也sinL最大附著力Fz1F1FX1Ff2FiFw FjFz2Gsin(3)將Fz1、Fz2代入（3）式,G(cosLhgsin LG(旦 cosLhg sinL)f Gs

19、in求解得:i maxtanafhg(4)又由F.F轎車，前軸負荷為汽車總重力的61.5 %，可得Fz1K-0.615L求得b 0.615 2.6以上各值代入（4）式，求得1.599m, a Lb 2.61.5991.001mi maxb af1.599 0.2 1.001 0.020.11求極限最大加速度:令坡度阻力最大附著力而加速時前、L hg( f)2.60.57(0.2 0.02)Fi和空氣阻力Fw均為0,F 1FX1后軸法向力為Ff2FiFwFjFz2ma max(5)Fz1(6)hghgF z2F zs2Fz2(1600 9.8 9643.2)L mamax 6036.8 L ma

20、max2將 Fzl、Fz2 代入（5）、（6）式，解得 amax1.078 m/s 。2）當(dāng)附著系數(shù) 二0.7時，同理可得：方法一：最咼車速：uamax= 394.7 km/h。最大爬坡度：imax 0.365。 最大加速度：amax 4.14m/s 2 方法二：忽略空氣阻力與滾動阻力，有：q，最大爬坡度imax q，最大加速度amax1/hg/L2所以 0.2 時，imax 0.118,amax 1.16m/s。20.7 時，imax 0.373, amax 3.66m/s1.8 一轎車的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量 1600kg ;質(zhì)心位置：a=1450mmb=1250mmhg=630mm發(fā)動機最

21、大扭矩 Mmax=140Nm, I檔傳動比i 1=3.85 ;主減速器傳動比 i o=4.08 ; 傳動效率n n=0.9 ;車輪半徑r=300mm;飛 輪轉(zhuǎn)動慣量lf=0.25kg 卅；全部車輪慣量刀I w=4.5kg 吊（其中后輪 22.25 kg 卅,前輪的I w=2.25 kg 吊）。若該轎車為前輪驅(qū)動，問：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時，在加速過程中 發(fā)動機扭矩能否充分發(fā)揮 而產(chǎn)生應(yīng)有的 最大加速度？應(yīng)如何調(diào)整重心在前后方向的位置（ b位置）,才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令-為前軸負荷率，求原車得質(zhì)心位置改變后,L該車的前軸負荷率。分析：本題的解題思路為比較由發(fā)動機扭矩決定的最大加速

22、度和附著系數(shù)決定的最大加速度的大小關(guān)系。如果前者大于后者，則發(fā)動機扭矩將不能充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的加速度。 解：忽略滾動阻力、空氣阻力以及坡度阻力，若發(fā)動機能夠充分發(fā)揮其扭矩則：amaxFt maxi 0i 1 m=6597.4 N ;r=1 豈 + lfi1i02m =1.42 ;mr mr2 2當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時，地面所能提供的極限最大加速度求解如下：由等效坡度qb/L0.24371/hg /L極限最大加速度為amax q g 2.3883m/s2。解得amax則有，amaxamax，所以由于路面條件所限，該車在加速過程中不能產(chǎn)生應(yīng)有的最大加2.91m/s。即，發(fā)動機能提供的最大加速度

23、為max 2.991m/s。速度。為在題給條件下產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度，令amax 2.91m/s2，求得q 2.91/9.8 =0.297，故 b/L q(1/ hg/L)0.297 (1/0.6 0.63/2.7)0.564。解得 b1524mm則前軸負荷率應(yīng)變?yōu)?b/L= 0.564 ，即可保證獲得應(yīng)有的最大加速度。1.9 一輛后軸驅(qū)動汽車的總質(zhì)量2152kg,前軸負荷52%,后軸負荷48%,主傳動比i 0=4.55 ,變速器傳動比：一擋：3.79，二檔：2.17，三檔：1.41，四檔：1.00，五檔：0.86。質(zhì)心高度hg= 0.57m, CA=1.5m2，軸距L=2.300m，飛輪轉(zhuǎn)動

24、慣量 lf=0.22kg m，四個車輪總的 轉(zhuǎn)動慣量lw=3.6kg m,車輪半徑r = 0.367m。該車在附著系數(shù)0.6的路面上低速滑行曲線和直接檔加速曲線如習(xí)題圖1所示。圖上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v=19.76-0.59T ,v的單位km/h, T的單位為s，直接檔最大加速度 amax= 0.75m/s 2 ( Ua = 50km/h)。設(shè)各檔傳 動效率均為0.90，求：1)2)求直接檔的最大動力因數(shù)。 在此路面上該車的最大爬坡度。3)解：汽車在路面上滑行時，驅(qū)動力為0,=1 fIw1 2mrdu Gf mdt1)求滾動阻力系數(shù)行駛方程退化為:根據(jù)滑行數(shù)據(jù)的擬合直線可得：dudt飛輪空

25、轉(zhuǎn)，質(zhì)量系數(shù)中該項為3.622152 0.367dudt0，減速度:0.593.60。1.012。Gf。m20.164m/s 。汽車在該路面上的滾動阻力系數(shù)。-J.解得：fdU = 0.0169。g dt2)求直接檔最大動力因數(shù)直接檔:=1f2. 2亠w I *丨4丨0 m2 2mr mr1.027。動力因數(shù)：Ddugdt 最大動力因數(shù):Dmaxamax 0.0169 g3)在此路面上該車的最大爬坡度型 0.759.80.096。由動力因數(shù)的定義，直接檔的最大驅(qū)動力為:F t max 4F wD max 4GTtq maxi 4b t最大爬坡度是指一擋時的最大爬坡度:Ttq maxi1i 0

26、tGf Gimax以上兩式聯(lián)立得：GfGi maxFwD max4Gi1i4C Aimax h( D U： Dmax4) f 0.654 (即車輛本身能達到的最大爬坡度)1.15G由地面附著條件，汽車可能通過的最大坡度為：a/L1hg/L0.338 （即地面限制車輛不能超越的坡度，它由地面附著系數(shù)確定）所以該車的最大爬坡度為0.338 。第二章 汽車的燃油經(jīng)濟性2.1 “車開得慢，油門踩得小，就一定省油”，或者“只要發(fā)動機省油，汽車就一定省油”這兩種說法對不對？答：不對。由汽車百公里等速耗油量圖，汽車一般在接近低速的中等車速時燃油消耗量最低，并不是在車速越低越省油。由汽車等速百公里油耗算式（2

27、-1 ）知，汽車油耗量不僅與發(fā)動機燃油消耗率有關(guān)， 而且還與發(fā)動機功率以及車速有關(guān)， 發(fā)動機省油時汽車不一定 就省油。2.2試述無級變速器與汽車動力性、燃油經(jīng)濟性的關(guān)系。答：為了最大限度提高汽車的動力性，要求無級變速器的傳動比使得發(fā)動機在任何車速下都能發(fā)出最大功率。為了提高汽車的燃油經(jīng)濟性，應(yīng)該根據(jù)“最小燃油消耗特性”曲線確定無級變速器的調(diào)節(jié)特性。二者的要求是不一致的，一般地，無級變速器的工作模式應(yīng)該 在加速階段具有良好的動力性，在正常行駛狀態(tài)具有較好的經(jīng)濟性。2.3用發(fā)動機的“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線，確定保證發(fā)動機 在最經(jīng)濟狀況下工作的“無級變速器調(diào)節(jié)特性”。答：由

28、發(fā)動機在各種轉(zhuǎn)速下的負荷特性曲線的包絡(luò)線即為發(fā)動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線，如課本圖2-11a。利用此圖可以找出發(fā)動機提供一定功率時的最經(jīng)濟狀況（轉(zhuǎn)速與負荷）。把各功率下最經(jīng)濟狀況運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與負荷率表明在外特性曲線上，便得 到“最小燃油消耗特性”。無級變速器的傳動比i與發(fā)動機轉(zhuǎn)速n及汽車行駛速度之間關(guān)系nr（i 0.377），便可確定無級變速器的調(diào)節(jié)特性，具體方法參見課本P52。bUa2.4如何從改進汽車底盤設(shè)計方面來提高燃油經(jīng)濟性？答：汽車底盤設(shè)計應(yīng)該從合理匹配傳動系傳動比、縮減尺寸和減輕質(zhì)量來提高燃油經(jīng)濟性。2.5為什么汽車發(fā)動機與傳動系統(tǒng)匹配不好會影響汽車燃油經(jīng)濟性與動力性？試

29、舉例說明。答：在一定道路條件下和車速下，雖然發(fā)動機發(fā)出的功率相同，但傳動比大時，后備功率越大，加速和爬坡能力越強，但發(fā)動機負荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，傳動比小時則相反。 所以傳動系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該綜合考慮動力性和經(jīng)濟性因素。如最小傳動比的選擇，根據(jù)汽車功率平衡圖可得到最高車速Uma乂驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線的交點處車速），發(fā)動機達到最大功率時的車速為UP。當(dāng)主傳動比較小時，UpUmax,汽車后備功率小，動力性差，燃油經(jīng)濟性好。當(dāng)主傳動比較大時，則相反。最小傳動比的選擇則應(yīng)使 UP與Umax相近，不可為追求單純的動力性或經(jīng)濟性而降低另一方面的性能。2.6試分析超速檔對汽車動力

30、性和燃油經(jīng)濟性的影響。答：汽車在超速檔行駛時，發(fā)動機負荷率高，燃油經(jīng)濟性好。但此時，汽車后備功率小，所以需要設(shè)計合適的次一擋傳動比保證汽車的動力性需要。2.7已知貨車裝用汽油發(fā)動機的負荷特性與萬有特性。負荷特性曲線的擬合公式為：b B BR B2Fe2 B3P； B4P；。其中，b為燃油消耗率g/（kW ? h） ； Pe為發(fā)動機凈 功率（kW）；擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗 Qid 0.299mL/s （怠速轉(zhuǎn)速400r/min ）。計算與繪制題1.3中貨車的1）汽車功率平衡圖。2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線3） 利用計算機求貨車按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公

31、里油耗。計算中確定燃油消耗值b時，若發(fā)動機轉(zhuǎn)速與負荷特性中給定的轉(zhuǎn)速不相等，可由相鄰轉(zhuǎn)速的兩根曲線用插值法求得。注意：發(fā)動機凈功率和外特性功率的概念不同。發(fā)動機外特性功率是發(fā)動機節(jié)氣門全Ttqn開時的功率，計算公式為 Pe-，在某一轉(zhuǎn)速下，外特性功率是唯一確定的。發(fā)動機凈9550可以根據(jù)汽車行駛時的功率平衡求得,和轉(zhuǎn)速沒有功率則表示發(fā)動機的實際發(fā)出功率，對應(yīng)關(guān)系。解：（1）汽車功率平衡圖發(fā)動機功率在各檔下的功率Pe、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率PfFw對車速ua的關(guān)系曲線即為汽車功率平衡圖，其中:peTtq 計 103Ttqn(kW)=H (kW)，n -Ua30000 q95500.377rTtq

32、為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩（單位為N m）Pf Pw GfUa Cd Au；t 360076140編程計算，汽車的功率平衡圖為:2）最高檔和次高檔的等速百公里油耗曲線C Q77 廠先確定最高檔和次高檔的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的范圍，然后利用ua 0，求出對應(yīng)檔位的車速。由于汽車是等速行駛，因此發(fā)動機發(fā)出的功率應(yīng)該與汽車受到的阻力功率折合到曲軸 上的功率相等，即 Pe （Ff Fw）Ua。然后根據(jù)不同的 Pe和n，用題中給出的擬合公式求3600 T出對應(yīng)工況的燃油消耗率。先利用表中的數(shù)據(jù)，使用插值法，求出每個n值所對應(yīng)的擬合式 系數(shù)：Bo, Bf,B2,B3, B4。在這里為了保證曲線的光滑性，使用了三次樣條插值。利用求

33、得的各個車速對應(yīng)下的功率求出對應(yīng)的耗油量燃油消耗率Pbb。利用公式：Qs一，1.02Ua gL/100km) 即可求出對應(yīng)的車速的百公里油耗（實際繪出的最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線如下:Pe基本相等，但是在同一車速下,從圖上可以明顯看出，第三檔的油耗比在同一車速下，四檔的油耗高得多。這是因為在 同一車速等速行駛下，汽車所受到的阻力基本相等，因此 三檔的負荷率要比四檔小。這就導(dǎo)致了四檔的油耗較小。但是上圖存在一個問題，就是在兩頭百公里油耗的變化比較奇怪。這是由于插值點的范 圍比節(jié)點的范圍要來得大，于是在轉(zhuǎn)速超出了數(shù)據(jù)給出的范圍的部分，插值的結(jié)果是不可信的。但是這對處在中部的插值結(jié)果影響不大

34、。而且在完成后面部分的時候發(fā)現(xiàn)，其實只需使用到中間的部分即可。（3）按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。從功率平衡圖上面可以發(fā)現(xiàn)，III檔與IV檔可以滿足六工況測試的速度范圍要求。分為III檔和IV檔進行計算。先求勻速行駛部分的油耗（Ff FW）ua先使用Pe -3600T，求出在各個速度下，發(fā)動機所應(yīng)該提供的功率。然后利用插Pbs值法求出，三個勻速行駛速度對應(yīng)的燃油消耗率b。由Q求出三段勻速行駛部102Ua g分的燃油消耗量（mL。 計算的結(jié)果如下：勻速行駛階段：第一段第二段第三段勻速行駛速度/ (km/h)254050持續(xù)距離/ (m)50250250發(fā)動機功率pe/(k

35、w)4.70739.200813.4170燃油消耗率b/ g /(kWgh)三檔678.3233563.0756581.3972四檔492.3757426.5637372.6138燃油消耗量Q/(ml)三檔8.868144.964454.2024四檔6.437134.063234.7380再求勻加速階段:對于每個區(qū)段，以1km/h為區(qū)間對速度區(qū)段劃分。對應(yīng)每一個車速Ua，都可以求出對應(yīng)的發(fā)動機功率:31 Gfua CD AuaT 360076140mua du3600 dt。此時，車速與功率的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，因此應(yīng)該要重新對燃油消耗率的擬合公式中的系數(shù)進行插值。插值求出對應(yīng)的各個車速的燃油消

36、耗率b，進而用QtQto,Qti,Qt2,Qtn。每小段的加速時間:Pb367.1 g求出每個速度對應(yīng)的燃油消耗率1du3.6 dt每一個小區(qū)間的燃油消耗量:1Qn 一(Qt(n 1) Qtn) t。對每個區(qū)間的燃油消耗量求和就可以得出加速過程的燃油消耗2量。計算結(jié)果如下:加速階段第一段第二段取大速度Uamax/(km/h)4050最小速度 uamin /(km/h):2540加速度a/(m/s2)0.25 (注：書中的數(shù) 據(jù)有誤)0.20燃油消耗量Qa /(mL)三檔38.370544.2181四檔30.100138.4012勻減速階段：對于勻減速階段，發(fā)動機處在怠速工況。怠速燃油消耗率Qi

37、d是一定值。只要知道勻減速階段的時間，就可以求出耗油量：Qd Qidt。Qd Qidt 0.299mL/s 19.3s 5.77mL。根據(jù)以上的計算，可以求出該汽車分別在三檔和四檔的六工況耗油量: 三檔：Q100s8.8681 仆644 如024 如705 必21815.77100107518.2692L%聲明全局變量% 氣車的基本參數(shù)設(shè)定n=600:1:4000;B0=spli ne(n 0,B00, n);B1=spli ne(n 0,B10, n);B2=spl in e( n0,B20, n);B3=spli ne(n 0,B30, n);B4=spli ne(n 0,B40, n);

38、ua3=0.377*r.* n./(i0*ig (3);ua4=0.377*r.* n./(i0*ig (4);F3=f*G+CDA*(ua3.A2)/21.15;F4=f*G+CDA*(ua4.A2)/21.15;P_fw3=F3.*ua3./(yita*3.6*1000);P_fw4=F4.*ua4./(yita*3.6*1000);for i=1:1:3401%用擬合公式求出各個燃油消耗率四檔：c Q “c 6.437134.0632 34.7380 30.100138.4012 5.77Qs100100s107513.9079L計算程序：主函數(shù)(chazhi.m ):%2-7題的2、3

39、問的程序clearglobal f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg i0 B0 B1 B2 B3 B4 nig=6.09,3.09,1.71,1.00;r=0.367;i0=5.83;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;G=3880*9.8;lf=0.218;lw 仁1.798;lw2=3.598;m=3880;n 0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46 -303.9

40、8 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;B30=-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.00075215;B40=0.177680.0430720.00681640.00185550.000689060.000350320.00028230-0.000038568;%使用三次樣條插值，保證曲線的光滑連續(xù)出發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)對應(yīng)的Ill 、I

41、V檔車速%求出滾動阻力和空氣阻力的和嘛出阻力功率b3(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw3(i)+B2(i)*(P_fw3(i)A2+B3(i)*(P_fw3(i)A3+B4(i)*(P_fw3(i)M;b4(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw4(i)+B2(i)*(P_fw4(i)A2+B3(i)*(P_fW4(i)F3+B4(i)*(P_fw4(i)A4;endpg=7.06;%氣油的重度取7.06N/LQ3=P_fw3.*b3./(1.02.*ua3.*pg);plot(ua3,Q3,r)%繪制等速百公里燃油消耗率曲線hold onplot(ua4,Q4)gtext(車速u_a/

42、(km/h) ),gtext(百公里Qs/L(100km)A-1),gtext(III ),gtext( IV);Q4=P_fw4.*b4./(1.02.*ua4.*pg);ua3_m=25,40,50;s_m=50,250,250;b3_m=spli ne(ua3,b3,ua3_m);F3_m=f*G+CDA*(ua3_m.A2)/21.15;P_fw3_m=F3_m.*ua3_m./(yita*3.6*1000)%勻速階段的車速%每段勻速走過的距離%甫值得出對應(yīng)速度的燃油消耗率%車速對應(yīng)的阻力%發(fā)動機功率Q3_m=P_fw3_m.*b3_m.*s_m./(102.*ua3_m.*pg)%求

43、燃油消耗量ua4_m=25,40,50;s_m=50,250,250;b4_m=spli ne(ua4,b4,ua4_m);F4_m=f*G+CDA*(ua4_m.A2)/21.15;P_fw4_m=F4_m.*ua4_m./(yita*3.6*1000)%勻速階段的車速%每段勻速走過的距離%甫值得出對應(yīng)速度的燃油消耗率%車速對應(yīng)的阻力%發(fā)動機功率Q4_m=P_fw4_m.*b4_m.*s_m./(102.*ua4_m.*pg)Q3_a1=jiasu(40,25,ig (3),0.25,ua3)Q3_a2=jiasu(50,40,ig (3) ,0.2,ua3)Q4_a1=jiasu(40,25,ig (4) ,0.25,ua4)Q4_a2=jiasu(50,40,ig (4) ,0.2,ua4)Qid=0.299;tid=19.3;s=1075;Q_i=Qid*tid;%調(diào)用函數(shù)，求出每段的燃油消耗量%求出減速階段的燃油消耗量Q3all=(sum(Q3_m)+Q3_a1+Q3_a2+Q_i)*100/sQ4all=(sum(Q4_m)+Q4_a1+Q4_a2+Q_i)*100/s%111檔六工況百公里燃油消耗量%IV檔六工況百公里燃油消耗量子程序(jiasu.m )驗口速階段處理函數(shù)func