汽车运用工程课程设计2015课件

1、汽车运用工程课程设计指导教师：赵丹平、宋力等 内蒙古工业大学交通运输系第一部分 任务和要求课程设计题目课程设计的目的课程设计的主要内容最终成果提交工作进度安排主要参考资料上机安排及要求课程设计题目XXX车型汽车动力性、经济性设计计算 每人自己选一车型，主要是要有发动机的技术参数。课程设计的目的汽车运用工程课程是交通运输本科专业的一门主干课程。而汽车动力性、经济性又是汽车运用工程课程最基本、最重要的内容之一。通过课程设计，使学生全面掌握汽车动力性、经济性设计计算。从而培养学生通过查阅文献资料，独立分析、独立思考，从而达到综合训练的目的。 课程设计的主要内容 汽车动力性设计计算 绘制汽车驱动力与行

2、驶阻力平衡图； 求汽车的最高车速、最大爬坡度； 绘制加速度倒数曲线； 绘制汽车动力因数特性曲线； 绘制档起步，由低速加速至高速的车速时间曲线以及距离时间曲线； 优化连续换挡加速过程计算和分析。 汽车使用经济性设计计算完成等速百公里油耗的计算和分析。最终成果提交课程设计说明书纸质版一份具体要求：内蒙古工业大学课程设计要求细则工作进度安排第19周：明确本课程设计的目的和要求，查阅参考资料；确定设计方案及计算方法。具体安排：第一天主要是设计动员、安排设计任务、收集主要参考资料。第二、三天阅读文献，第四、五天写出设计思路、计算方法等。第20、21周：完成计算工作；撰写课程设计说明书。 主要参考资料1高

3、延龄.汽车运用工程.北京.人民交通出版社.第三版.2004.42陈家瑞.汽车发动机构造及原理. 北京.机械工业出版社.第三版.2001.63余志生.汽车理论.北京. 机械工业出版社. 第三版.2001.6.274余志生.汽车工程手册.人民交通出版社 第二部分汽车动力性、经济性计算方法理论回顾汽车动力性汽车经济性汽车动力性1.1 汽车动力性评价指标汽车动力性评价指标1.2 汽车驱动力和行驶阻力平衡图汽车驱动力和行驶阻力平衡图1.3 爬坡度、最高车速和换挡时刻确定爬坡度、最高车速和换挡时刻确定1.4 加速度倒数曲线图加速度倒数曲线图1.5 动力因素曲线图动力因素曲线图1.6 汽车功率平衡图汽车功率

4、平衡图汽车动力性评价指标汽车动力性评价指标 最高车速umax 加速时间t 最大爬坡度imaxEvaluation Criteria of Vehicle Performance Maximum SpeedAcceleration TimeMaximum GradabilityMax. Speed加速时间评价方法加速时间评价方法超车加速时间超车加速时间 以最高档或次高档，以以最高档或次高档，以amax加加速至某一高速所用的时间。速至某一高速所用的时间。原地起步加速时间原地起步加速时间 由由I或或II档起步，以档起步，以amax，并并考虑换档时间，一般用考虑换档时间，一般用0400m或者或者010

5、0km/h的时间表示原的时间表示原地起步的加速时间地起步的加速时间。Acceleration time车速时间汽汽车车加加速速过过程程曲曲线线以满载、良好路面上的以满载、良好路面上的imax来表示来表示。 商用车商用车3030或或16.516.5； 越野汽车越野汽车6060或或3131； 轿车最高车速轿车最高车速较较大，大， 且且通常在良好的市通常在良好的市区道路行驶，可爬坡度很大。区道路行驶，可爬坡度很大。 有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车必有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车必须保持的速度表明其加速能力。须保持的速度表明其加速能力。Maximum Gradability1.2 汽车的驱动力与行

6、驶阻力FFt汽车的动力性汽车行驶方向的运动状态汽车的纵向外力驱动力与行驶阻力汽车的行驶方程式发动机变速器 减速器等传动系驱动轮驱动力行驶阻力滚动阻力坡度阻力加速阻力空气阻力汽车的驱动力aurtF0FrTFtttTriiTFTgtqt0TgtqtiiTT0tTePPwtTtqTT0iigwrTFtt输入功率机械效率输出功率发动机的转速特性发动机的外特性曲线发动机的使用外特性曲线kktqnananaaT2210典型汽车发动机外特性曲线近似的发动机转矩多项式描述maxePmaxtqTtqnpnminnmaxn汽油发动机外特性曲线汽油发动机外特性曲线Braking TorqueBraking Hors

7、epower外特性使用或制作方法表格法（辅助插值）n1n2n3nnPe1Pe2Pe3PenTt1Tt2Tt3Ttnbe1be2be3bentTePntTeP传动系的功率损失机械损失液力损失摩擦润滑油齿轮传动副之间 轴承摩擦。润滑油的搅动润滑油与零件之间的表面摩擦。传动系的机械效率inTinTPPP eTeTeinTinTPPPPPPPP1等速行驶工况功率输入Pin功率输出PT传动系变速器、减速器等 汽车传动系总成机械效率 46档变速器T =0.96 68档变速器T =0.95 传动轴T = 0.98 主减速器T = 0.96 (单级) T = 0.92(双级) 汽车传动系机械效率轿车T=0.9

8、00.92商用车T=0.820.85越野车T=0.800.85车轮的半径rrsrrWW自由半径静力半径滚动半径wrnSr2FdCR22FdCrRru滚动半径的理论计算u滚动半径的近似计算)10000/1 (aRRuCCu一般近似rrrrs欧洲轮胎于轮辋技术协会（ETRTO）德国橡胶企业协会riiTFTgtqt0atuF 汽车的驱动力图00377.010001360060122iirniinrnrruggwa发动机外特性曲线 Pe，Ttq n传动系的传动 ig，i0传动效率T车轮半径 r汽车行驶速度 ua发动机转速 n1tF2tF3tF4tFtF驱动力au车速，汽车驱动力图汽车行驶阻力汽车行驶阻

9、力jiwfFFFFF1pFfF等速行驶WfFFpf1滚动阻力推荐使用的滚动摩擦系数aaaauf,ufu.f)/u(ff商用车轿车商用车：轿车：220000056000760194401221rDwuACF42 2258. 1msNaruu 空气阻力15.21)36001000(2258. 12122aDaDwAuCuACF影响影响 Fw 的因素：的因素：CD 和和 A由于乘坐空间的制约由于乘坐空间的制约A变化不大变化不大但但CD变化较大变化较大，195070年年 CD =0.40.6 1990年年CD =0.250.40 概念车概念车CD =0.2CD大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大大小对

10、轿车（高速）汽车的性能影响极大帕萨特帕萨特 (Passat ) CD= 0.28sinGFisintanshi坡度阻力汽车上坡行驶汽车重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiGGiFi坡度与坡度角的关系sincosGfGFFFif1cosisin道路阻力坡度阻力滚动阻力)(ifGFif GF道路阻力系数加速阻力汽车加速行驶克服加速运动的惯性力加速阻力汽车质量平移质量旋转质量平移惯性力惯性力偶矩汽车加速行驶汽车旋转质量换算系数 TgfwmriiImrI220221dtduriiIrImFTgfwj/)(202汽车旋转质量换算系数固定传动比变速器的加速阻力为0dtdigjiwftFFFFF汽车的行驶方

11、程式FFtdtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos20驱动力行驶阻力平衡图有固定传动比的汽车行驶方程式jiwftFFFFFdtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos20汽车驱动力行驶阻力平衡图行驶方程式汽车的基本参数汽车的动力性能最高车速加速能力爬坡能力最高车速的确定驱动力行驶阻力加速时间的确定最低稳定车速一定的距离（0400m）一定的速度（80umax）加速时间)(wftiFFFF爬坡能力的确定驱动力Ft空气阻力Fw滚动阻力Ff爬坡能力等速0/dtdu)15.21(sin20aDTgtquACGfriiTGGFFFwft)(arcsin典型的汽车

12、爬坡度车速曲线（i ua） 为了保证汽车的动力性，应使汽车为了保证汽车的动力性，应使汽车在较低的档位行驶。在较低的档位行驶。 换档点的选择问题，应该在两档车换档点的选择问题，应该在两档车速驱动力曲线相交时刻换档。速驱动力曲线相交时刻换档。 在保证动力性的换档程序中，以驱动在保证动力性的换档程序中，以驱动轮上驱动力的大小来判断相邻两个档位轮上驱动力的大小来判断相邻两个档位之间是否有交叉点。之间是否有交叉点。 动力性换档规律auiujukutFijkmaxau换档时刻选择dtdumFjjiwftFFFFF0iF汽车的加速度曲线（a ua）)(1wftFFFmdtduaua 汽车的加速度曲线（a u

13、a）汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）dtdua duadt1Aduadttuut2110汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）加速时间的积分方法1/a ua 曲线加速时间矩形积分BJ130汽车的加速时间曲线jiwftFFFFFgdtduGFFwt汽车的动力特性图gdtduD动力因素汽车的动力特性图（D ua）Ft uaD uagdtduD典型的汽车的动力特性图（D ua）D动动力力因因数数dtdugii或maxmax0imaxuf汽车动力特性图及用途图301max1Dmax0DdtdugifDfDiImaxmax汽车的动力特性图（D ua）最高车速的确定最大爬坡度的确定阻力曲线加速时间的确定

14、)(fDgdtdu222maxmaxmax11arcsinffDfDIIjiwftFFFFFattuFP dtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos20TtePP/)36003600761403600(13dtdumuGiuuACGfuPaaaDaTe汽车功率平衡图汽车功率平衡图发动机功率 Pe阻力功率 (Pf+Pw)/T车速ua发动机外特性曲线（Pe n）ua=0.377nr/igi0汽车的功率平衡图 2. 2. 汽车燃料经济性的计算方法汽车燃料经济性的计算方法等速行驶工况燃油消耗量的计算等速行驶工况燃油消耗量的计算燃油消耗率：万有特性图上的等燃油消耗率曲线燃油消耗率：万有特性图上的等燃油消耗率曲线eeebnPfg),(/3600/1000367.19.81 10006.96 7.15/(7.94 8.13/e