汽車動力性與經(jīng)濟性研究

1、汽車理論課程設計題 目：汽車動力性與經(jīng)濟性研究姓 名： 班 級： 學 號： 指導教師： 日 期： 目 錄1、任務書31.1 參數(shù)表31.2 任務列表42、汽車動力性能計算52.1 汽車發(fā)動機外特性計算52.2 汽車驅(qū)動力計算62.3 汽車驅(qū)動力-行駛阻力計算72.4 汽車行駛加速度計算82.5 汽車最大爬坡度計算102.6 汽車動力特性132.7 汽車動力平衡計算142.8 汽車等速百公里油耗計算152.9小結(jié)161、任務書姓名： 學號： 班級： 姓名： 學號： 班級： 榮威750 汽車參數(shù)如下：1.1 參數(shù)表表1 汽車動力性參數(shù)表名稱參數(shù)名稱參數(shù)發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速600r/min最高轉(zhuǎn)速650

2、0r/min裝載質(zhì)量418kg整車裝備質(zhì)量 1567kg總質(zhì)量1985kg車輪半徑0.32145m傳動系機械效率0.85滾動阻力系數(shù)0.013空氣阻力系數(shù)迎風面積0.484m2主減速器傳動比5.5飛輪傳動慣量0.218kgm2二前輪轉(zhuǎn)動慣量1.75 kgm2二后輪轉(zhuǎn)動慣量1.75 kgm2軸距2849 mm質(zhì)心至前軸距離（滿載）1.35m質(zhì)心高（滿載）0.6m變速器傳動比檔檔檔檔檔五檔變速器3.5831.9471.3791.030.82表2 汽車燃油經(jīng)濟性擬合系數(shù)表n/（r.min-1）b0b1b2b3b48151326.8-416.4672.379-5.86290.1776812071354

3、.7-303.9836.657-2.05530.04307216141284.4-189.7514.524-0.511840.006816420121122.9-121.597.0035-0.185170.001855526031141.0-98.8934.4763-0.0910770.0006890630061051.2-73.7142.8593-0.051380.0003503234031233.9-84.4782.9788-0.0474490.0002823038041129.7-45.2910.71113-0.00075215-0.000038568表3 六工況循環(huán)參數(shù)表工況累積行程/

4、m時間/s累積時間/s車速（km.h-1）說明507.27.225等速20016.723.92540勻加速度為0.25m/s245022.546.440等速62514.060.44050勻加速度為0.25m/s287518.078.450勻速107519.397.75025勻加速度為0.36m/s21.2 任務列表根據(jù)上述參數(shù)確定：1、 發(fā)動機的外特性并畫出相應的外特性圖；2、 推導汽車的驅(qū)動力，并畫出汽車的驅(qū)動力圖；3、 計算汽車每檔的阻力及驅(qū)動力，畫出各檔汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖，求出每檔的最高車速，最大爬坡度，通過分析確定汽車的動力性評價指標數(shù)值，并計算出最大爬坡度時的相應的附著率；4、

5、 計算汽車行使的加速度，并畫出加速度曲線；5、 計算汽車動力特性，畫出動力特性圖，求出每檔的最高車速，最大爬坡度，利用動力特性分析確定汽車動力性評價指標數(shù)值；6、 自學汽車的功率平衡圖，畫出汽車功率平衡圖，分析確定汽車的動力性評價指標數(shù)值7、 畫出最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線。2、汽車動力性能計算2.1 汽車發(fā)動機外特性計算由于榮威750汽車發(fā)動機由試驗臺架測得的扭矩接近與拋物線，因此用式2-1近似的擬合發(fā)動機的外特性曲線。-（2-1）-（2-2）-（2-3） 通過計算及作圖得：圖2-1 榮威750汽車用汽油機發(fā)動機外特性圖 根據(jù)圖2-1可知，在n=5300r/min時，該發(fā)動機具有最大

6、功率，最大功率為92.3982kw，當轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時，功率會下降；在n=3500r/min時，具有最大扭矩，最大扭矩為194.98nm，該發(fā)動機的最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為600r/min，允許的最大轉(zhuǎn)速為6500r/min2.2 汽車驅(qū)動力計算1）輪胎半徑 m 驅(qū)動力為： 行駛阻力為：-（2-4）根據(jù)上兩式，繪制汽車驅(qū)動力圖如下圖2-2 榮威750汽車驅(qū)動力圖根據(jù)圖2-2可知，一檔時，驅(qū)動力的極值為10160n。最高車速為40km/h。二檔時，驅(qū)動力極值為5521n，最高車速為74km/h。三檔時，驅(qū)動力的極值為3910n，最高車速為104km/h。四檔時，驅(qū)動力的極值為2921n，最高車速為139km

7、/h。五檔時，驅(qū)動力的極值為2325n，最高車速為175km/h。2.3 汽車驅(qū)動力-行駛阻力計算 驅(qū)動力為： 行駛阻力為：五檔時滾動阻力為：（2-5）根據(jù)上三式，繪制汽車驅(qū)動力圖行駛阻力平衡圖如下圖2-3 榮威750汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖根據(jù)圖2-3可知，ft5曲線和ff+fw曲線的交點便是為175km/h。因為此時驅(qū)動力和行駛阻力相等，汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。從圖1-23中還可以看出，當車速低于最高車速時，驅(qū)動力大于行駛阻力。這樣，汽車就可以利用剩余的驅(qū)動力加速或爬坡。2.4 汽車行駛加速度計算汽車加速度為： -(2-6) 通過計算作圖得：圖2-4 榮威750汽車加速度圖圖2-5 榮威7

8、50汽車加速度倒數(shù)圖由圖2-4可以看出，高檔位時的加速度要小些，檔的加速度最大。加速器時間可用計算器進行積分計算或用圖解積分法求出。圖2-4中曲線的交點即是換擋的最佳時刻。圖2-5曲線下兩個速度區(qū)間的面積就是通過此速度區(qū)間的加速時間。原地起步加速時間表1：表二 - (2-7)僅上述公式計算得通過上訴的計算，汽車百公里加速時間為11.54s，在進行一般動力性分析而計算原地起步加速時間時，可以忽略原地起步時的離合器打滑過程，即假設在最初時刻，汽車已具有起步檔位的最低車速來計算。加速過程中換擋時刻根據(jù)各檔的a-ua曲線來確定。若檔與檔的加速度曲線有交點，顯然為了獲取最短加速時間，應在交點對應車速由檔

9、換檔。若檔與檔加速度曲線不相交，則在檔位加速度行駛至發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到最高轉(zhuǎn)時換入檔。 2.5 汽車最大爬坡度計算爬坡時加速檔驅(qū)車速滾動阻力，f滾動阻力系數(shù)，查表得f=0. 013上坡時車速很?。?0.91km/h）空氣阻力fw可忽略坡度阻力由驅(qū)動力行駛阻力平衡公式得代入數(shù)據(jù)最大爬坡度為59%同理可得每檔的爬坡度為檔檔檔檔檔59%28%19 %14%11%最大爬坡度時的附著率計算最大爬坡度時附著力大?。涸诩铀?、上坡時，主要的行駛阻力加速阻力與坡度阻力，空氣阻力與滾動阻力可忽略不計，故前驅(qū)動輪的附著率簡化為 (2-8)式中，可以理解為包含加速阻力在內(nèi)的等效坡度，以q表示，則 （2-9） 綜上所述：1

10、.汽車每檔的爬坡度為檔檔檔檔檔59%28%19 %14%11%2.最大爬坡度時的附著率為1.434圖2-6 榮威750汽車爬坡度圖汽車的最大爬坡度i%為59.517。為一檔的最大爬坡度。隨著檔位的增加爬坡度i也相應的減小。圖2-6為一緊湊型轎車的爬坡度圖。顯然，轎車的低檔驅(qū)動力是用以獲得好的加速性能的，所以計算中求得的爬坡度很大，完全超出了實際要求的爬坡能力。2.6 汽車動力特性 汽車動力特性-(2-10)通過計算及作圖得：圖2-7 榮威750汽車動力特性圖通過動力特性圖也可以分析汽車的動力性。在動力特性圖上作滾動阻力系數(shù)曲線fua，顯然f線與直接檔dua曲線的交點即為汽車的最高速度。在求最大

11、爬坡度時，故式（2-10）寫成，因此d曲線與f曲線間的距離就表示汽車的上坡能力。檔時，坡度較大，此時之誤差較大。應用下式計算。用代入上式，整理后可得然后再根據(jù)換算成最大爬坡度。加速時i=0所以，這樣也可求加速度值，再求出加速時間。2.7 汽車動力平衡計算汽車功率為：-(2-11) 阻力功率為：-(2-12)通過計算并作圖：圖2-8 榮威750汽車功率平衡圖縱坐標表示功率，橫坐標表示車速，將發(fā)動機功率pe、汽車遇到的阻力功率對車速的關系曲線繪在坐標圖上，即得汽車功率平衡圖。功率曲線與阻力功率曲線的交點是良好水平路面上的汽車最高速度。曲線與阻力功率交點上部分為在速度時汽車后備功率，下部分是阻力功率

12、。2.8 汽車等速百公里油耗計算計算百公里油耗量為： -(2-13) -（2-14）表3:經(jīng)計算作圖得：圖2-9 榮威750汽車百公里油耗圖等速百公里燃油消耗量是常用的一種評價指標。測出相隔的速度間隔下的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，稱為等速百公里燃油消耗量曲線。由圖中可知在4檔時，當速度為32km/h時耗油量最高。在五檔時，當速度為40km/h時耗油量最高。2.9小結(jié)做了3個多禮拜的汽車理論課程設計?，F(xiàn)在終于快完成了。回想起這幾個禮拜做設計的，不禁感觸萬千。我想上課時認真聽老師講解對日后做設計幫助還是挺大的。我在做的時候就親身體會到了這一點，上課時還算認真，然后等到著手設計時，輕

13、松很多，思路也清晰明了。在做的過程中不免會碰到很多問題，好在我和我的同伴邊做邊一同討論。兩個人想不明白的就去討教老師，立馬得到了解決的方法。所以總的來說我們做設計的進度還是穩(wěn)定漸進的。這次是我第一次用excel處理這么多的數(shù)據(jù)，剛上手時不知從何做起。但是在同學的幫助下，我馬上掌握了該如何畫圖，如何計算。之后就越來越熟練了。有點遺憾的是，我們的圖中沒有汽車的最高速度交點?？赡苁窃紨?shù)據(jù)中汽車的傳動比5.5的問題。所以我們?yōu)榱四艿玫浇稽c，最后決定在算滾動阻力時放棄了它是固定值的算法，然后就增大了數(shù)值。首次做出來的word文件很粗糙。如果剛打開看會讓人覺得排版很亂。經(jīng)過我們反復地修改和編排后有所改善。我們的想法是能做到一頁一個章節(jié)，圖片下面文字說明必須在一頁里面，不能分開。這樣做出來的word不管是誰一打開這個文件，就能夠馬上讀懂文件的大體意思。其中我們在算百公里油耗、每檔的最大爬坡度時會遇到蠻大的計算量。這時候我們就會事