汽车理论课程设计任务书

上海第工玉莹大学汽车理论课程设计题目：汽车动力性与经济性研究名:班 级： 学 号: 指导教师： 日 期:1、任务书错.误.!.未.定.义.书.签.。1.1 参数表错.误.!.未.定.义.书.签.。1.2 任务列表错.误.!.未.定.义.书.签.。2、汽车动力性能计算2.1 汽车发动机外特性计算2.2 汽车驱动力计算2.3汽车行驶阻力、最高车速、爬坡度、附着率72.4汽车加速度计算.12.5汽车动力特性计算.22.6汽车功率平衡计算.33、汽车的燃油经济性3.1汽车百公里油耗计算.43.2汽车原地起步加速时间计算.44、设计小结16任务书姓名： 张毅帆 学号:094813408 班级：09交通A1姓名： 张拯 学号:班级：09交通 A2甲壳虫 汽车参数如下: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n min600r/min最高转速max6200r/min装载质量900kg整车装备质量1222kg总质量2250kg车轮半径316mm传动系机械效率0.92滚动阻力系数0.016空气阻力系数X迎风面积0.66主减速器传动比4.86飞轮传动惯量0.26二前轮转动惯量1.36二后轮转动惯量1.36轴距2515质心至前轴距离（满载）1.26质心咼（满载）0.48变速器传动比igI档II档III档W档V档五档变速器4.5362.3641.50210.815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累积时间车速(km.h-1)说明I507.27.225等速II20016.723.925 40匀加速度为0.25m/s2III45022.546.440等速W62514.060.440 50匀加速度为0.25m/s2V87518.078.450匀速107519.397.750 25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甲壳虫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。T = a + a n + an +antq 012kTtq=-0.00000832986*(n-3450)2+195通过计算及作图得：根据图2-1可知，在n=5300 rmin-i时，该发动机具有最大功率P，最大功e max率为92.39818kW,当转速继续增加时，功率会下降；在n=6400 r min-i时，具有 最大扭矩T，最大扭矩为44.0628N.Motq max该发动机的最小稳定转速为600 rmin-i，允许的最大转速为6400r min-io2.2 汽车驱动力计算1）轮胎半径r=15x 25.4+ 185x 65%x 22=0.3108m 驱动力为：F=TtqigiitrT =0.00000832986 x (n - 3450)2 +195 tq0.377rnu i iu =n n = a-g a i i0.377rg0uiinFtr-0.00000832986 6 (鈕-3450)2 +195 行驶阻力为：F + F = Gf + cdau 2 = 234.65 + 0633u 2f w 丿 21.15 a21.15 a根据上两式，绘制汽车驱动力图如下：汽车驱动力图050100150200Ua/ (km/h)0987654321Nk/fcr250图 2-2 甲壳虫汽油发动机驱动力曲线2.3 汽车行驶阻力、最高车速、爬坡度、附着率 驱动力为：F=TtqigiA trT = -0.00000832986 x (n - 3450)2 +195 tq0.377rnu i iu =n n = a-& a i i0.377rg0nFtruii-0-00000832986 x(鈕-3450)2+195 行驶阻力为：Ff + Fw Gf + 尿 Ua2 234-65 + 黑I Ua2图 2.3-1 甲壳虫汽油发动机驱动力-行驶阻力曲线最高车速0.377rn 0.377 x0.3108ni i4.933ig 0g根据公式可知主变速器传动比不变，车速寫只与每挡变速器传动比ig和相应转速n相关,而每挡减速器传动比 i 一定，所以当 n 最大时每挡的最高车速出现 ；一档 gu = 44.06km - h-1，二档 u= 81.29km - h-1，三档 u = 118.76km - h-1，四档a max1a max2a max3u= 160.02km - h-1，五档 u = 205.43km - h-1。a max4a max5 爬坡度：F - (F + F ) a = arcsin tf wGi = tan a ni = tanarcsini i耳u i i0.633g 0 t-0.00000832986x( ag 0 3450)2 +195-(234.65 +u 2)r0.377 rJ21.15 a1805x10由图 2.3-2 可知，一档 i = 56.04%，二档 i = 26.53%，三档 i = 16.96%，四max1max2max3档 i = 11.57% ，五档 i= 8% ；max4max5Tii耳另外，由公式汽车驱动力F = tqgo f ；tRSR - n爬坡时车速u二0.377aiigc o汽车行驶阻力Ff二Gf cos a ； 汽车坡度阻力F =Gsina ；iCA汽车空气阻力F =d U 2,加速阻力F .=0；w 21.15 a j由驱动力行驶阻力平衡公式Ft八=Ff+ FW十匚十Fj得F = F + F + Ft f i wT i i 耳C A即 tq g o t = Gf cos a + Gsina + d U 2R21.15 aST i i 耳C At g o t - dU 2 = Gf cos a + GsinaR21.15 a 丿S即(F - F )-G sina= Gf cosa ；tw令sina=t贝ijcosa二pl-t2代入方程，两边再平方得(F - F )2 - 2 (F - F )Gt + G2t2 = G2f 2 G -12)；整理后得 T Wt w(G2 + G2f 2 )t2 - 2 (f - F)Gt +(F - F 匕-G2f 2 = 0 ；t wt w元二次方程b= -2 (F - F )G ,tw-b b2 一 4ac2at =，其中 a= G2 f2 + G2,c= (Ft - Fw )2 - G 2 f 2 ；将每挡F, F ,以及G和f代入方程，解得twt =0.512977765， t =0.281718406， t =0.192302055， t =0.138623748， t =0.099850777 12345即a =30.86,a =16.368, a =10.95, a =7.99, a =5.74；12345一档 i = 59.8%，二档 i = 29.4%，三档 i = 19.3%，四档 i = 14%，五档 max1max2max3max4i =10%(此处附表格“每挡最大爬坡度”)。max5 汽车动力性评价指标：由上述可知，汽车最高车速为U二205.43km -h-1，最大爬坡度为i二56.04%，甲壳a maxmax虫的动力性较好； 附著率：前轮驱动的附着率C =Lq h LqqLb-h qg等效坡度为q = i+（丄）（g）（学），坡度角F - (F + F )a = arcsin tf wG加速度芈=丄F -(F + Fdt 5 mt / w附着率为q=所以一档Cpi二档Cp2四档C4i+(cos1F - (F + F ) arcsin tfwcos1F - (F + F ) arcsintfw0-5604 + (丄)X1 X 35-(F+Fw):)(1)-()“时）135 一 0-5604 + (岛)X命 X 3-4502653 + (程)X 话 2135 一 02653 +(A)XX1-87ON6 + (岛)1 281= 4.627=1.459=0.834135 一 .1696 +(卡)X 卜小0.1157 + (一1) x 丄 x 0.95cos 66_10_ = 0.5341) x 丄 x 0.95cos 6.6101.35 一 0.6 0.1157 + (五档Cp5 =0.802 + ()x x 0.74cos 4.59101) x 丄 x 0.74cos4.59101.35 - 0.6 0.802 + (=0.3562.4 汽车行驶时加速度的计算加速度芈=F - (F + F )dt 6 m 1/ wS - (Gf + “)r21.15du1dt1 E I 1 I i 2i1 +w +_0_1-m r 2mr 2丿由公式绘制如下汽车加速度曲线：加速度曲线一档 二档 三档 四档 五档O5OUa/(km/h)图 2.4-1 加速度曲线2.5 汽车动力特性的计算动力因数8 du “D =屮 +，屮=f + i =gdtf + fi(制 + f4F - (F + F )+ tan arcsin fw-G8 du + 一gdt根据公式绘制如下汽车动力特性图：2.6 汽车功率平衡的计算rn rn功率 Pe 二 FV 二 FU , U 二 0.377 n Pe 二 0.377 x F t a a i i i i t g 0 g0根据上式绘制功率平衡图如下：图 2.6-1 功率平衡图由图可知，当驱动力功率与阻力功率达到平衡即相等时，有最高车速U = 183km h-l； a 3、汽车燃油经济性3.1 汽车等速百公里油耗的计算百公里油耗QsPbe1.02u p ga燃油消耗率 b = B + BP + BP 2 + BP 3 + BP 4 ,0 e 2 e 3 e 4 eP (B + BP + BP 2 + BP 3 + BP 4)Q = e0e 2 es1.02u p gauii-0-00000832986 6 (命-3450)2 +195uii6 a g 00.377 r9550e图 3.1-1 毕加索 2.0 汽油发动机等速百公里油耗曲线3.2原地起步加速时间由加速度倒数曲线图 3.2-1 可知汽车从U二0 kmh-1加速到U =100 kmh-1需要从第一档加速到第三档ala 2所以原地起步加速时间t = a -11设计小结本次课程设计是大学学习以来的第一次完全与专业课相关的设计，基本上 可以说事运用到了几乎所以学期学过的重要知识点和公式，说实话设计过程还是 一如既往的痛并快乐着。也总是在出现问题和解决问题中前行。总之这次的设计 还是蛮有意义的。