汽车设计经济性课程设计说明书

1、序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车经济性计算班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师： 目录一.题目要求1二计算步骤41由发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线；42功率平衡图；53 汽车等速行驶时发动机的负荷率图；64汽车最高挡和次高档等速行驶时发动机的燃油消耗率曲线；65最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；86求解六工况（gb/t 12545.2-2001）行驶的百公里油耗；87最高挡和次高挡等速行驶，10整数倍车速的参数值表；10三结论111汽车等速百公里油耗：112循环六工况油耗q：123同类车型比较：12四.心得体会12五.参考资料12一.题目要求图1，是某轻

2、型货车货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的ttqn曲线的拟合公式为：式中，ttq为发动机转矩(nm)；n为发动机转速(rmin)。 发动机的最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000r/min；装载质量： 2000kg；整车整备质量： 1880kg；总质量g/g： 3880kg；车轮半径r： 0.367m；传动系机械效率： t=0.85；滚动阻力系数： f=0.015；空气阻力系数迎风面积： cda=2.77m2主减速器传动比： i0 =5.23飞轮转功惯量： if =0.218kg.m2二前轮转动惯量： iw1 =1.798k

3、g.m2四后轮转动惯量： iw2 =3.598kg.m2变速器传动比（ig）见表1表1 变速器各挡传动比负荷特性曲线的拟合公式为：式中，b为燃油消耗率g(kw.h)； pe为发动机净功率(kw),b0、b1、b2、b3、b4为拟合系数，见表2表2 负荷特性曲线的拟合系数n/(r/min)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

4、.001855520631141-98.8934.4763-0.0910770.0006890630061051.2-73.7142.8593-0.051380.0003503234031233.9-84.4782.9788-0.0474490.0002823038041129.7-45.2910.71113-0.00075215-0.000038568表3 六工况（gb/t 12545.2-2001）循环参数表汽车尽量用高挡进行试验，当高挡位达不到工况要求，超出规定偏差时，应降低一挡进行，当车辆进入可使用高挡行驶的等速行驶段和减速行驶段时，再换人高挡进行试验。换挡应迅速、平稳。经济性计算时，

5、取汽油密度0.742g/ml，柴油密度0.830g/ml要求：1） 根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线；2） 绘制功率平衡图；3） 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图； 4） 绘制汽车最高挡和次高档等速行驶时发动机的燃油消耗率b ；5） 绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；6） 求解六工况（gb/t 12545.2-2001）行驶的百公里油耗；7） 列表表示最高挡和次高挡等速行驶时，在10整数倍车速的参数值（将无意义的部分删除）；8） 对经济性进行总体评价；二计算步骤1由发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线；由所给发动机使用外特

6、性曲线拟合公式: 由maple软件作图，拟合在同一坐标系可得功率和转矩外特性曲线，如图所示：图2 发动机外特性功率和转矩特性曲线2功率平衡图；由车速与发动机转速可得车速：求的各档位对应的车速范围，如表4所示：表4 1-5档车速范围（km/h）1档2档3档4档5档2.855 - 19.032 5.732 -38.216 9.655 -64.367 15.873 -105.819 20.016 -133.442 进而可得汽车实际输出功率（阻力功率）；输出扭矩关于车速的函数和发动机各档位的外特性功率表达式为： 以上各式：表示发动机的外特性功率，单位kw，表示汽车实际发出功率，单位kw，g表示汽车满载

7、整车重量，单位n，表示车速，单位km/h。利用maple组合图形显示功能,由各档位车速范围限定图形区域，画出功率平衡图的六个图形，如图3：图3 汽车功率平衡图 3 汽车等速行驶时发动机的负荷率图；等速行驶时，汽车主要克服空气阻力和道路滚动阻力，负荷率的值为发出功率与汽车在对应车速下的外特性功率之比。由（2）得汽车发出功率为：可得负荷率：由maple可得在各档位对应转速范围下，负荷率，去点不实际的点可得如图4，图中由下到上依次为1、2、3、4、5档；图4 发动机负荷率曲线4汽车最高挡和次高档等速行驶时发动机的燃油消耗率曲线；首先，求发动机实际输出的功率；取表2中八组转速，对应最高档和次高档得相应

8、16组车速，如表5所示：表5 次高档、最高档八组转速对应车速表发动机转速8151207162420122603300634033804四档车速21.561 31.931462.69853.22768.86279.52390.026100.634五档车速27.189 40.26653.84467.12186.837100.282113.526126.903 再由汽车实际发出的功率：可得对应于每个档位每个转速的共十六组功率，如表6所示：表6 次高档、最高档，八组车速对应功率表发动机转速8151207162420122603300634033804四档功率4.448 7.34511.29016.37

9、526.81136.346948.00862.377五档功率5.928 10.29916.71725.453744.21261.854883.7829111.125 可得对应于每组转速和功率油腻和公式由maple辅助计算可得十六组b值：燃油消耗率拟合公式：舍掉端点某些不符合实际的点，利用maple绘图功能，可得燃油消耗率图，如图5所示：图5 最高档和次高档燃油消耗率曲线 图中，速度超过100km/h过大点处不符合实际的部分舍掉。5最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；等速百公里油耗公式：与燃油消耗率你和公式：利用题目要求（4）中的十六组功率，利用maple作函数的两条线图，如图6所示：图6 次高档

10、、最高档等速百公里油耗 图中，车速超过90km/h后等速百公里油耗呈现较大幅度的增长不符合使用实际舍掉。6求解六工况（gb/t 12545.2-2001）行驶的百公里油耗； 由相关标准可得gb/t 12545.2-2001标准实验的车速-路程坐标图，如图7所示；1) 工况1，工况3，工况5，匀速行驶；可得等速驶过s（m）行程的燃油消耗量（ml）为：由燃油消耗消耗率曲线和汽车的速度用插值法，可得工况1，工况3，工况5速度ua=40km/h、50 km/h、60 km/h时，燃油消耗率b=350.35 g/(kw/h)，325 g/(kw/h),304 g/(kw/h)。可得一个循环内燃油消耗量分

11、别为：q1=15.049，q3=32.14 ，q5=34.8887。2）工况2和工况4，匀加速阶段； 匀加速行驶工况可采用单位时间内的燃油消耗量公式：公式中：m表示货车整车满载质量，a 表示加速度，1.0161为旋转质量转换系数； 对于工况2，发动机转速由1199r/min加速到1498r/min，由（1）-（5）题解题过程的发动机转速范围为12071614时，b对应值为351.551-312.373g/(kwh)；在这两转速间进行线性近似拟合得：。对于工况4，发动机转速由1498.7785r/min加速到1798.534r/min，由燃油消耗率图插值法得b： 330g/（kw/h）292 g

12、/（kw/h）；在两转速间进行线性近似拟合得：;则一个循环加速阶段燃油消耗量：由maple辅助得：=95.237ml3）工况6，减速工况； 减速时，汽车节气门关闭，发动机处于怠速状态，油耗按怠速油耗计算： 怠速油耗：b=0.299ml/s； 可得怠速阶段油耗量：可得gb/t 12545.2-2001六工况循环百公里油耗量：7最高挡和次高挡等速行驶，10整数倍车速的参数值表；表7 最高挡车速(km/h)参数102030405060708090100110120发动机实际发出转矩（nm）139.636159.388169.811174.156174.932173.901172.084ft（n）13

13、41.2931531.0341631.1481672.8841680.3351670.4411652.982ff (n)570.36570.36570.36570.36570.36570.36570.36fw (n)117.872209.551327.4231471.489641.749838.2031060.851fw+ ff (n)688.232779.910897.7831041.8491212.1091408.5631631.211发动机负荷率(%)51.350.95562.372.184.398.7燃油消耗率b(g/kw.h)388352324301288281282发动机实际发出功

14、率（kw）6.74710.19514.66920.42827.72836.82547.977百公里燃油消耗量qs（l/100km）10.64510.67311.13411.90613.2215.0117.501 表8 次高挡车速(km/h)参数102030405060708090100110120发动机实际发出转矩（nm）125.762156.023170.109174.675174.487172.433169.512164.842155.658ft（n）1290.6961691.4171930.6862056.9332109.5632118.962106.4822084.4662056.22

15、4ff (n)570.36570.36570.36570.36570.36570.36570.36570.36570.36fw (n)52.388117.872209.551327.423471.489641.749838.2031060.851309.692fw+ ff (n)622.748688.232779.910897.7831041.8491212.1091408.5631631.2111880.053发动机负荷率(%)40.936.437.842.449.35868.681.799.7燃油消耗率b(g/kw.h)462419377342320.5304291291302发动机实际发

16、出功率（kw）4.070 6.74710.19514.66920.42827.72836.82547.97761.439百公里燃油消耗量qs（l/100km）12.67612.70512.95513.52814.71216.23518.0620.91522.742三结论1汽车等速百公里油耗：等速百公里油耗指汽车一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。由等速百公里油耗曲线大体可的，档位不变情况下，随着车速的增加，等速百公里油耗量增加，且档位越高，等速百公里油耗量越低。在中低车速时，油耗量随车速变化不大，高速时，随车速增大等速百公里油耗量急剧增大。此轻型货车，在最高档，

17、中低速时，等速百公里油耗量在12-15l之间变化，具有较好的燃油经济型；满足经济性要求。车速大于100km/h时，百公里油耗量增大加多不利于燃油的经济型。2循环六工况油耗q：循环工况，能较好的反映汽车在频繁停车、启动、加速时百公里油耗量，能够较好的反映汽车实际运行的燃油经济型。此货车循环六工况（gb/t 12545.2-2001）耗油量为13.6l。满足国内同种车型经济性要求标准。3同类车型比较： 在国内，13吨货车等速百公里油耗量一般在13-15l/100km，此轻型货车在同类车型中经济性较好，中低速时能够较好满足经济性要求。且循环六工况油耗在等速百公里油耗范围内，反映出实际运行具有较好的燃油经济性。四.心得体会课程设计让我体会到实践与理论知识学习的不同：理论知识重在知识点的掌握，而实践更注重综合能力，包括数据处理、处理方法的合理应用、辅助手段的实施、数据的有话选择等，实践是比理论学习更加艰巨和艰难的一项任务，但正是此次课程设计，让我体会到：只有学好理论知识才能在完成设计任务的的同时，对设计进行优化，不断练习，最终才能游刃有余，将理论知识融会贯通。另外，随着技术的不断进步，设计手段的不断完善，能够充分的利用各种设计辅助工具，能够使设计过程简化提高效率，留出更多的时间