汽车理论课程设计任务书.doc

汽车理论课程设计题 目：汽车动力性与经济性研究姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 目 录2、汽车动力性能计算52.1 汽车发动机外特性计算52.2 汽车驱动力计算62.3 汽车加速度计算102.4 汽车动力特性计算122.5 汽车的功率平衡143、汽车经济性能计算143.1 汽车百公里油耗计算144、小结16任 务 书姓名： 学号： 班级： 姓名： 学号： 班级： 汽车参数如下：表1 汽车动力性参数表名称参数名称参数发动机的最低转速600最高转速5000装载质量450整车装备质量 1969总质量2419车轮半径0.31595传动系机械效率0.85滚动阻力系数0.013空气阻力系数迎风面积0.78主减速器传动比3.08飞轮传动惯量0.218二前轮转动惯量1.75二后轮转动惯量1.75轴距2990质心至前轴距离（满载）1.35质心高（满载）0.6变速器传动比档档档档档五档变速器3.5422.0831.38910.814表2 汽车燃油经济性拟合系数表N/（r.min-1）B0B1B2B3B48151326.8-416.4672.379-5.86290.1776812071354.7-303.9836.657-2.05530.04307216141284.4-189.7514.524-0.511840.006816420121122.9-121.597.0035-0.185170.001855526031141.0-98.8934.4763-0.0910770.0006890630061051.2-73.7142.8593-0.051380.0003503234031233.9-84.4782.9788-0.0474490.0002823038041129.7-45.2910.71113-0.00075215-0.000038568表3 六工况循环参数表工况累积行程/m时间/s累积时间/s车速（km.h-1）说明507.27.225等速20016.723.92540匀加速度为0.25m/s245022.546.440等速62514.060.44050匀加速度为0.25m/s287518.078.450匀速107519.397.75025匀加速度为0.36m/s2根据上述参数确定：1、 发动机的外特性并画出相应的外特性图；2、 推导汽车的驱动力，并画出汽车的驱动力图；3、 计算汽车每档的阻力及驱动力，画出各档汽车驱动力行驶阻力平衡图，求出每档的最高车速，最大爬坡度，通过分析确定汽车的动力性评价指标数值，并计算出最大爬坡度时的相应的附着率；4、 计算汽车行使的加速度，并画出加速度曲线；5、 计算汽车动力特性，画出动力特性图，求出每档的最高车速，最大爬坡度，利用动力特性分析确定汽车动力性评价指标数值；6、 自学汽车的功率平衡图，画出汽车功率平衡图，分析确定汽车的动力性评价指标数值7、 画出最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。2、汽车动力性能计算2.1 汽车发动机外特性计算由于红旗旗舰汽车发动机由试验台架测得的扭矩接近与抛物线，因此用式2-1近似的拟合发动机的外特性曲线。 （2-1） (2-2) 通过计算及作图得：图2-1 红旗旗舰汽车用汽油机发动机外特性图根据图2-1可知，在时，该发动机具有最大功率，最大功率为，当转速继续增加时，功率会下降；在时，具有最大扭矩，最大扭矩为。该发动机的最小稳定转速为，允许的最大转速为。（最大扭矩与最大功率数值有异常）2.2 汽车驱动力计算 1）轮胎半径 驱动力为： (2-3) 行驶阻力为： (2-4)根据上两式，绘制汽车驱动力图如下：图2-2 汽车驱动力-行驶阻力平衡图由图2-2可知，汽车以5挡车速行驶时，曲线的交点便是最高车速， 4挡行驶下无交点，最高转速下的车速即为最高车速， ，3挡时,2挡时，1挡时。（因为扭矩明显数据异常造成各档位驱动力明显不足） (2-5)根据上数式，绘制汽车爬坡度图如下：图2-3 汽车的爬坡度图汽车一挡时计算最大爬坡度由驱动力行驶阻力平衡公式得+=5135.174(上坡时加速阻力为0) 代入方程得求得=13.192可知最大爬坡度为23.44%（一档驱动力明显不足造成最大爬坡度明显不足）同理可得14.197%，计算最大爬坡度时附着力大小：在加速、上坡时，主要的行驶阻力加速阻力与坡度阻力，空气阻力与滚动阻力可忽略不计，故前驱动轮的附着率简化为 (2-6)式中，可以理解为包含加速阻力在内的等效坡度，以q表示，则 (2-7) 2.3 汽车加速度计算(2-8)根据上式绘制汽车的行驶加速度曲线如下：图2-4 红旗旗舰汽车行驶加速度曲线由图可以看出挡位越高，加速度越小。（加速度受驱动力影响造成每档位的数值明显不足）汽车加速时间的计算： (2-9)根据上式绘制汽车加速度倒数曲线图2-5 汽车加速度倒数曲线2.4 汽车动力特性计算令为汽车的动力因数并以符号D表示则 (2-10) 根据上式可绘制汽车动力特性图图2-6 汽车动力特性曲线由动力特性图求最高车速 在动力特性图上做,线与5挡曲线的交点即为汽车最高车速，4挡行驶下无交点，最高转速下的车速即为最高车速， ，3挡时,2挡时，1挡时。由动力特性图求最大爬坡度 令代入方程得，最大爬坡度为23.07%同理可得13.889%，2.5 汽车的功率平衡汽车运动阻力所消耗的功率有滚动阻力功率,空气阻力功率，坡度阻力功率及加速阻力功率。将汽车行驶方程式两边乘以行驶车速，并经单位换算整理出汽车功率平衡方程式（式中功率单位为KW）如下 (2-11)图2-7 汽车功率平衡图由上图可求出最高车速3、汽车经济性能计算3.1 汽车百公里油耗计算计算等速百公里油耗：负荷特性曲线的拟合公式为 (2-12)等速百公里油耗公式为 (2-13) 根据上两式画出最高档与次高档的等速百公里油耗曲线图3-1 4档等速百公里油耗图3-2 5档等速百公里油耗4、小结整整十六页纸做完了这份课程设计，心中感慨万千。中间有许多疑惑，许多坎。但这些都被自己的努力和老师的帮助一一跨了过去，感觉很有成就感和满足感，在这十六页纸里，学会了一些课堂里没法学的东西。在这次课程设计里，自己的EXCEL操作技术得到了稳固的提升，学会了怎么样输入公式得出连续的数据，怎么样用数据画出图表。每一次输入公式的时候都会细心去检查里面有没有遗漏或者有误的地方以免往后有关联的数据会有差错。记得有几次输入公式的时候没有把速度单位化成统一的国际单位制，造成了一连窜的数据异常，后来经过认真地检查才看出了里面的毛病。总结这次错误原因发现课程设计所涉及到的公式有许多，中间许多单位是不统一的，要把他们联系在一起就必须要化成统一单位才能继续运算。打击一个接着一个另外一点就是分析能力得到了提升，每画完一张图之后都会有详细的数据分析，每个交点，每个拐点都有它不同的意义，特别像加速度倒数曲线的交点就表示着最佳换挡时机，超过了这个交点再换挡，速度就会得不到柔性的连接，这对我了解汽车加速换挡原理有了一个新的理解。在解决一些问题如求最大爬坡度或者附着系数的时候，往往会忽略一些较小的量，这也是通过分析或者计算得出的，使得计算变得更加简单，更直观。在求动力因数D的时候，一档和其余档位的计算是不一样的，因为一档的坡度较大，正切值和正弦值不同，不能用同样地方法计算，因此我就计算出每个档位的正弦值，把用f+sin带而不是f+i带，这样可以精确计算，不管它在几档。当然做这次设计时，自己也发现了许多不足的地方，比