汽車(chē)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性研究

1、汽車(chē)?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)題 目：汽車(chē)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性研究姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 目 錄1、任務(wù)書(shū)31.1 參數(shù)表31.2 任務(wù)列表42、汽車(chē)動(dòng)力性能計(jì)算52.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性計(jì)算52.2 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算62.3 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力計(jì)算72.4 汽車(chē)行駛加速度計(jì)算82.5 汽車(chē)最大爬坡度計(jì)算102.6 汽車(chē)動(dòng)力特性132.7 汽車(chē)動(dòng)力平衡計(jì)算142.8 汽車(chē)等速百公里油耗計(jì)算152.9小結(jié)161、任務(wù)書(shū)姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 榮威750 汽車(chē)參數(shù)如下：1.1 參數(shù)表表1 汽車(chē)動(dòng)力性參數(shù)表名稱(chēng)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)裝備質(zhì)量 1567kg總質(zhì)量1985kg車(chē)輪半徑0.32145m傳動(dòng)系機(jī)械效率0.85滾動(dòng)阻力系數(shù)0.013空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積0.484m2主減速器傳動(dòng)比5.5飛輪傳動(dòng)慣量0.218kgm2二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.75 kgm2二后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.75 kgm2軸距2849 mm質(zhì)心至前軸距離（滿(mǎn)載）1.35m質(zhì)心高（滿(mǎn)載）0.6m變速器傳動(dòng)比檔檔檔檔檔五檔變速器3.5831.9471.3791.030.82表2 汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)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(shí)間/s累積時(shí)間/s車(chē)速（km.h-1）說(shuō)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(wù)列表根據(jù)上述參數(shù)確定：1、 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性并畫(huà)出相應(yīng)的外特性圖；2、 推導(dǎo)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力，并畫(huà)出汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力圖；3、 計(jì)算汽車(chē)每檔的阻力及驅(qū)動(dòng)力，畫(huà)出各檔汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖，求出每檔的最高車(chē)速，最大爬坡度，通過(guò)分析確定汽車(chē)的動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值，并計(jì)算出最大爬坡度時(shí)的相應(yīng)的附著率；4、

5、 計(jì)算汽車(chē)行使的加速度，并畫(huà)出加速度曲線(xiàn)；5、 計(jì)算汽車(chē)動(dòng)力特性，畫(huà)出動(dòng)力特性圖，求出每檔的最高車(chē)速，最大爬坡度，利用動(dòng)力特性分析確定汽車(chē)動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值；6、 自學(xué)汽車(chē)的功率平衡圖，畫(huà)出汽車(chē)功率平衡圖，分析確定汽車(chē)的動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值7、 畫(huà)出最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線(xiàn)。2、汽車(chē)動(dòng)力性能計(jì)算2.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性計(jì)算由于榮威750汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)由試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)得的扭矩接近與拋物線(xiàn)，因此用式2-1近似的擬合發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線(xiàn)。-（2-1）-（2-2）-（2-3） 通過(guò)計(jì)算及作圖得：圖2-1 榮威750汽車(chē)用汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性圖 根據(jù)圖2-1可知，在n=5300r/min時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有最大

6、功率，最大功率為92.3982kw，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，功率會(huì)下降；在n=3500r/min時(shí)，具有最大扭矩，最大扭矩為194.98nm，該發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算1）輪胎半徑 m 驅(qū)動(dòng)力為： 行駛阻力為：-（2-4）根據(jù)上兩式，繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力圖如下圖2-2 榮威750汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力圖根據(jù)圖2-2可知，一檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的極值為10160n。最高車(chē)速為40km/h。二檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)力極值為5521n，最高車(chē)速為74km/h。三檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的極值為3910n，最高車(chē)速為104km/h。四檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的極值為2921n，最高車(chē)速為139km

7、/h。五檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的極值為2325n，最高車(chē)速為175km/h。2.3 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力計(jì)算 驅(qū)動(dòng)力為： 行駛阻力為：五檔時(shí)滾動(dòng)阻力為：（2-5）根據(jù)上三式，繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力圖行駛阻力平衡圖如下圖2-3 榮威750汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖根據(jù)圖2-3可知，ft5曲線(xiàn)和ff+fw曲線(xiàn)的交點(diǎn)便是為175km/h。因?yàn)榇藭r(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等，汽車(chē)處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。從圖1-23中還可以看出，當(dāng)車(chē)速低于最高車(chē)速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力。這樣，汽車(chē)就可以利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或爬坡。2.4 汽車(chē)行駛加速度計(jì)算汽車(chē)加速度為： -(2-6) 通過(guò)計(jì)算作圖得：圖2-4 榮威750汽車(chē)加速度圖圖2-5 榮威7

8、50汽車(chē)加速度倒數(shù)圖由圖2-4可以看出，高檔位時(shí)的加速度要小些，檔的加速度最大。加速器時(shí)間可用計(jì)算器進(jìn)行積分計(jì)算或用圖解積分法求出。圖2-4中曲線(xiàn)的交點(diǎn)即是換擋的最佳時(shí)刻。圖2-5曲線(xiàn)下兩個(gè)速度區(qū)間的面積就是通過(guò)此速度區(qū)間的加速時(shí)間。原地起步加速時(shí)間表1：表二 - (2-7)僅上述公式計(jì)算得通過(guò)上訴的計(jì)算，汽車(chē)百公里加速時(shí)間為11.54s，在進(jìn)行一般動(dòng)力性分析而計(jì)算原地起步加速時(shí)間時(shí)，可以忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過(guò)程，即假設(shè)在最初時(shí)刻，汽車(chē)已具有起步檔位的最低車(chē)速來(lái)計(jì)算。加速過(guò)程中換擋時(shí)刻根據(jù)各檔的a-ua曲線(xiàn)來(lái)確定。若檔與檔的加速度曲線(xiàn)有交點(diǎn)，顯然為了獲取最短加速時(shí)間，應(yīng)在交點(diǎn)對(duì)應(yīng)車(chē)速由檔

9、換檔。若檔與檔加速度曲線(xiàn)不相交，則在檔位加速度行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最高轉(zhuǎn)時(shí)換入檔。 2.5 汽車(chē)最大爬坡度計(jì)算爬坡時(shí)加速檔驅(qū)車(chē)速滾動(dòng)阻力，f滾動(dòng)阻力系數(shù)，查表得f=0. 013上坡時(shí)車(chē)速很?。?0.91km/h）空氣阻力fw可忽略坡度阻力由驅(qū)動(dòng)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(shí)的附著率計(jì)算最大爬坡度時(shí)附著力大小：在加速、上坡時(shí)，主要的行駛阻力加速阻力與坡度阻力，空氣阻力與滾動(dòng)阻力可忽略不計(jì)，故前驅(qū)動(dòng)輪的附著率簡(jiǎn)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(chē)每檔的爬坡度為檔檔檔檔檔59%28%19 %14%11%2.最大爬坡度時(shí)的附著率為1.434圖2-6 榮威750汽車(chē)爬坡度圖汽車(chē)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(yīng)的減小。圖2-6為一緊湊型轎車(chē)的爬坡度圖。顯然，轎車(chē)的低檔驅(qū)動(dòng)力是用以獲得好的加速性能的，所以計(jì)算中求得的爬坡度很大，完全超出了實(shí)際要求的爬坡能力。2.6 汽車(chē)動(dòng)力特性 汽車(chē)動(dòng)力特性-(2-10)通過(guò)計(jì)算及作圖得：圖2-7 榮威750汽車(chē)動(dòng)力特性圖通過(guò)動(dòng)力特性圖也可以分析汽車(chē)的動(dòng)力性。在動(dòng)力特性圖上作滾動(dòng)阻力系數(shù)曲線(xiàn)fua，顯然f線(xiàn)與直接檔dua曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為汽車(chē)的最高速度。在求最大

11、爬坡度時(shí)，故式（2-10）寫(xiě)成，因此d曲線(xiàn)與f曲線(xiàn)間的距離就表示汽車(chē)的上坡能力。檔時(shí)，坡度較大，此時(shí)之誤差較大。應(yīng)用下式計(jì)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(shí)i=0所以，這樣也可求加速度值，再求出加速時(shí)間。2.7 汽車(chē)動(dòng)力平衡計(jì)算汽車(chē)功率為：-(2-11) 阻力功率為：-(2-12)通過(guò)計(jì)算并作圖：圖2-8 榮威750汽車(chē)功率平衡圖縱坐標(biāo)表示功率，橫坐標(biāo)表示車(chē)速，將發(fā)動(dòng)機(jī)功率pe、汽車(chē)遇到的阻力功率對(duì)車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn)繪在坐標(biāo)圖上，即得汽車(chē)功率平衡圖。功率曲線(xiàn)與阻力功率曲線(xiàn)的交點(diǎn)是良好水平路面上的汽車(chē)最高速度。曲線(xiàn)與阻力功率交點(diǎn)上部分為在速度時(shí)汽車(chē)后備功率，下部分是阻力功率

12、。2.8 汽車(chē)等速百公里油耗計(jì)算計(jì)算百公里油耗量為： -(2-13) -（2-14）表3:經(jīng)計(jì)算作圖得：圖2-9 榮威750汽車(chē)百公里油耗圖等速百公里燃油消耗量是常用的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)。測(cè)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(xiàn)，稱(chēng)為等速百公里燃油消耗量曲線(xiàn)。由圖中可知在4檔時(shí)，當(dāng)速度為32km/h時(shí)耗油量最高。在五檔時(shí)，當(dāng)速度為40km/h時(shí)耗油量最高。2.9小結(jié)做了3個(gè)多禮拜的汽車(chē)?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在終于快完成了?；叵肫疬@幾個(gè)禮拜做設(shè)計(jì)的，不禁感觸萬(wàn)千。我想上課時(shí)認(rèn)真聽(tīng)老師講解對(duì)日后做設(shè)計(jì)幫助還是挺大的。我在做的時(shí)候就親身體會(huì)到了這一點(diǎn)，上課時(shí)還算認(rèn)真，然后等到著手設(shè)計(jì)時(shí)，輕

13、松很多，思路也清晰明了。在做的過(guò)程中不免會(huì)碰到很多問(wèn)題，好在我和我的同伴邊做邊一同討論。兩個(gè)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(lái)說(shuō)我們做設(shè)計(jì)的進(jìn)度還是穩(wěn)定漸進(jìn)的。這次是我第一次用excel處理這么多的數(shù)據(jù)，剛上手時(shí)不知從何做起。但是在同學(xué)的幫助下，我馬上掌握了該如何畫(huà)圖，如何計(jì)算。之后就越來(lái)越熟練了。有點(diǎn)遺憾的是，我們的圖中沒(méi)有汽車(chē)的最高速度交點(diǎn)?？赡苁窃紨?shù)據(jù)中汽車(chē)的傳動(dòng)比5.5的問(wèn)題。所以我們?yōu)榱四艿玫浇稽c(diǎn)，最后決定在算滾動(dòng)阻力時(shí)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(lái)的word文件很粗糙。如果剛打開(kāi)看會(huì)讓人覺(jué)得排版很亂。經(jīng)過(guò)我們反復(fù)地修改和編排后有所改善。我們的想法是能做到一頁(yè)一個(gè)章節(jié)，圖片下面文字說(shuō)明必須在一頁(yè)里面，不能分開(kāi)。這樣做出來(lái)的word不管是誰(shuí)一打開(kāi)這個(gè)文件，就能夠馬上讀懂文件的大體意思。其中我們?cè)谒惆俟镉秃?、每檔的最大爬坡度時(shí)會(huì)遇到蠻大的計(jì)算量。這時(shí)候我們就會(huì)事