汽车动力性计算

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1、序号：2-34汽车理论课程设计说明书题目：汽车动力性计算班级： 姓名： 学号：序号： 指导教师：目录1. 题目要求12. 计算步骤13. 结论64. 心得体会65. 参考资料71题目要求确定一轻型货车的动力性能（5挡）：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）绘制驱动力-行驶阻力平衡图；3） 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上（横坐标）；4）绘制动力特性图；5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线；6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速 时间（加速区间（初速度和末速度）按照国家标准GB/T 12543-200

2、9规定选 取，并且在说明书中具体说明选取；7）列表表示最高挡和次高挡在20整数倍车速的参数值；8）对动力性进行总体评价。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Ttq-n曲线的拟合公式为Ttq = -19.313+29527（孟）-16544（卷）2 + 4.87（盘）3 -彳8445（卷）4 式中，Ttq为发动机转矩（N.m） ； n为发动机转速（r/min）。发动机的最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000r/min总质量车轮半径 滚动阻力系数 机械效率m=3880kg r=0.367m f=0.011 n t=0.85空气阻力系数迎风面积CDA=2.77 m2主减

3、速器传动比i0 =5.62飞轮转动惯量If =0.24kg.m2变速器传动比ig （数据见下表）I挡U挡川挡W挡V挡五挡变速器5.562.7691.6441.000.793轴距L=3.2m；质心至前轴距离（满载）a=1.947m质心高（满载）hg=0.9m2. 计算步骤1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制Pe_n和Ttq-n曲线：由所给发动机使用外特性曲线拟合公式， 将两条曲线放在一个坐标系里，如 图1所示：Pe图1发动机外特性中的功率与转矩曲线2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图：根据公式Ft Ttqi0inT在MATLAB里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所r示。14000Ft1120

4、0010000Ft1Ft2Ft3Ft4Ft5Fz800060004000Ft2Ft32000Ft4Ff+FwFt5204060 80U a/(km/h)100120140图2驱动力-行驶阻力平衡图3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图：Ft发动机的负荷率由公式N=巳一求得，则在MATLAB里获取汽车等速行驶时发动机负荷率图如图3所示。1LIEILEI0.9-0.8-0.7一0.6一一率荷0.5V-负0.4IV0.30.2n0.1_ 一一 一1I*rr1rrrrir0 10 2030405060708090U a/(km/h)图3汽车等速行驶时发动机负荷率图4) 绘制动力特性图：汽车的动力因数由

5、公式 D=旦&，则在MATLAB里获取的动力特性图 G如图4所示。图4汽车动力特性图0102030405060708090100Ua/(km/h)01/a31/a15）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线：由汽车行驶方程，在MATLAB里获取加速度曲线如图5所示32.52m 1.510.5图5加速度曲线图由汽车行驶方程，在MATLAB里获取加速度倒数曲线如图6所示。109876543211/a20102030405060708090Ua/(km/h)图6加速度倒数曲线908070606）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和直接挡加速时间 所得到的三条曲线如图7所示。原地起步换挡加速时间曲

6、线最高挡加速时间次高挡加速时间50 -40 -30 -20 -1010152025303540t/s图7汽车加速时间曲线7）列表表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值：表1最高挡在20整数倍车速参数值车速（km/h）参数20406080100120发动机负荷率0.40530.37240.49310.70410.9999Ff (N)418.2640418.2640418.2640418.2640418.2640418.2640Fw (kN)0.05240.20960.47150.83821.30971.8860Fw+ Ff (kN)0.47070.62780.88981.25651.72802

7、.3042D0.02920.03880.03510.02490.0110a (m/s2)0.17480.26780.23160.13370.00011/a (s2/m)644718449发动机发出最大功率（kW）7.589722.033235.379046.647456.470761.73241.0181表2次高挡在20整数倍车速参数值车速（km/h）参数20406080100120发动机负荷率0.27470.28010.39350.5778Ff (N)418.2640418.2640418.2640418.2640418.2640418.2640Fw (kN)0.05240.20960.47

8、150.83821.30971.8860Fw+ Ff (kN)0.47070.62780.88981.25651.72802.3042D0.04370.05340.04710.03510.0146a (m/s2)0.40040.31700.05281/a (s2/m)2.49733.155018.9360发动机发出最大功率（kW）11.195929.299444.326856.848360.895426.86771.02273. 结论1）汽车的最高车速Uamax :最高车速是指在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶车速， 根据一般载货 车辆最高速度一般要求为100km/h，而该车最高车速在100

9、km/h左右，因此判断 该车满足对最高车速的要求。2）汽车的加速时间t：汽车的加速时间表示汽车的加速能力，常用原地起步加速时间和超速加速时 间表示。对于最高车速Uamax小于等于1OOm/h的汽车，一般加速时间在 50s左 右，该车加速时间为40s因此满足汽车对加速能力的要求。3）汽车能爬上的最大坡度iamax :汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示的。因轿 车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样，通常要 求货车在30%即16.70左右。根据D f i ,和动力特性图得，一挡最大动力 因数在0.34左右，所以i在0.329左右，可见该车满足对爬坡能力

10、的要求。4）比功率：比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比， 根据一般 载货车辆比功率约为10kw/t,由比功率计算公式得该车比功率约为 15.98kw/t。可 见该车满足要求。5）通过与现有车型以及经验数据的动力性能参数比较，可以看出本题目的货车的动力性能合格，结构参数合格，能基本满足使用要求。4. 心得体会首先，通过此次课程设计让我对汽车理论的部分内容重新学习一次，对学 过的知识有了进一步的掌握；其次本次课程设计让我接触到了一门新的软件 MATLAB通过对MATLAB勺学习，初步掌握了简单的命令及简单程序的编写和调 试；最后，感谢老师给我时间上的调整，让我有充裕的时间完成此次课程设计5. 参考资料1 余志生. 汽车理论 M. 北京：机械工业出版社， 1989.2 朱元泽.MATLAB实用教程 江苏大学出版社