汽车理论
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第五题:绘制最高挡与次高档等速百公里油耗曲线 根据百公里油耗公式求 QS(L/100km)
由车速与发动机转速公式可得车速 Ua(km/h) 然后根据公式发动机提供的 Pe(Kw)为
由给定的汽车负荷特性曲线拟合公式求出燃油消耗率 b(g/(k·h))
由第四题求出的 16 个功率值与 16 个燃油消耗率值(三挡与四挡各 8 个数据),带 入百公里燃油消耗量公式求出对应的 Qs,并用 Matalb 软件绘制最高挡与次高档 等速百公里油耗量曲线。
汽车理论
一、 设计目的
本次课程设计利用所学的汽车理论知识,计算某货车的燃油经济性,该汽车各参
数为
装载质量
2000kg
整车整备质量
1800kg
总质量
3880kg
车轮半径
r=0、367m
传动系传动效率
t=0、87
滚动阻力系数 空气阻力系数×迎风面积 主减速器传动比 飞轮转动惯量 二前轮转动惯量 四后轮轮转动惯量
汽车理论
功率外特性和转矩外特性曲线 180
160
Pe
发 动 机 转 矩 Tq/(N*m) 发 动 机 功 率 Pe/kw
140
120
100
80
60
40
Tq
20
0
500
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
发 动 机 转 速 n/(r/min）
图(一)功率外特性与转矩外特性曲线
第二题:绘制功率平衡图 由车速与发动机转速公式可得车速(将转速从 600r/min 到 4000r/min,按 50r/min 梯度增加)
最后由给定的汽车负荷特性曲线拟合公式求出燃油消耗率 b(g/(k·h)) 利用 Matlab 软件绘制最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消 耗率 b 图像。
根据所给的 8 个转速由相应的转速与速度公式求得 Ua,在求得相应的 Pe,带入 燃油拟合公式求得 b,燃油拟合公式得使用主要依靠多维数组的使用,画出 b—Ua 图像。在通过等间距插值法,使曲线变得更加平滑。
由外特性曲线功率 Pe(Kw)与发动机转速 Ua(Km/h)的公式为,根据上面求得的 Ua 得 出相应的 Pe
根据求得的 Ua 得出相应的 P,发动机实际输出功率 P(Kw)为
根据 Matlab 软件画出功率平衡图 先将 n 按定等长取不同的值,根据车速与发动机转速公式求得 Ua,根据拟合公式 求得 Tq。在通过 Ua 与 Tq 求得 Pe。将 Ua 带入 P=Pf+Pw 中求得 P,再绘制 Pe—ua 与 P— ua 图。
发动机行驶阻力位 F(Kw)为
可得负荷率 在 Matlab 软件下绘制负荷率图像
直接在题二的基础上求得
,绘制 U—Ua 图像。
汽车理论
图(三)汽车等速行驶发动机负荷率图
第四题:绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗 率b 首先由车速与发动机转速公式可得车速 Ua(km/h) 然后根据公式发动机提供的 Pe(Kw)为
f=0、013 CD×A=2、77m2 i0=5、28 If=0、218kg*m2 Iw1=1、798kg*m2 Iw2=3、598kg*m2
表一:变速器传动比
1档
2档
3档
4档
4 档变速器
6、09
3、09
1、71
1、00
汽车外特性的 Tq-n 曲线拟合公式为
式中 Tq 为发动机转矩(N·m);n 为发动机转速(r/min) 发动机最低转速为 600r/min,发动机最高转速为 4000r/min。 汽车负荷特性曲线拟合公式为
表二:拟合式中各系数
汽车理论
怠速油耗:Qid=0、299ml/s(怠速转速 400r/min) 题目要求: 1. 根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外
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. 绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率 b; 5. 绘制最高挡与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. 列表表示最高挡与次高挡等速行驶时,在 20 整数倍车速的参数值(将无意义
汽车理论
1000
汽车最高挡和次高档等速行驶燃油消耗率b
900
800
Ⅲ 700
燃 油 消 耗 率 b/(g/(kw*h))
600
500
400
Ⅳ 300
200
100
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 速 度 ua/(km/h)
图(四)最高挡与次高档等速行驶燃油消耗率图
汽车理论
功率平衡图 70
60
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
50
功 率 Pe/kw
40
30
20
(Pf+Pw)/ηt
10
0
0
20
40
60
80
100
120
速 度 ua/(km/h)
图(二)功率平衡图
第三题:绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图
发动机等速行驶,主要克服滚动阻力与空气阻力,负荷率的值为发动机发出的功
率与对应车速下的外特性功率之比。 由驱动力 Ft(N)与发动机转矩 Tq(N·m)的公式为
汽车理论
最高挡和次高档等速百公里油耗曲线 30
25
百 公 里 燃 油 消 耗 量 Qs/(L/100km)
20
Ⅲ
15
Ⅳ
10
5
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 速 度 ua/(km/h)
图(五)高挡与次高档等速百公里油耗量
第六题: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-路程坐标图如下
的部分删除),例表见表 1。 经济性计算时,取汽油密度 0、742g/mL,柴油密度 0、830g/mL
二、 解题过程
第一题:根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转 矩外特性曲线 汽车外特性的 Tq-n 曲线拟合公式为
根据 Matlab 软件绘制功率外特性与转矩外特性曲线 先将 n 按定等长取不同的值,带入到拟合公式中,求得不同 n 下的 Tq,然后通过 Tq 与 n 求得 Pe,再绘制 Pe—n 与 Tq—n 图像。
图(六)GB/T 12545、2-2001 标准实验的车速-路程坐标图
由图可知工况一,工况三,工况五就是匀速行驶 可以先求对应车速下的百公里燃油消耗量,用题六画出的等速百公里油耗曲线利 用插值法可以求得对应车速下的百公里燃油消耗量。
由车速与发动机转速公式可得车速 Ua(km/h) 然后根据公式发动机提供的 Pe(Kw)为
由给定的汽车负荷特性曲线拟合公式求出燃油消耗率 b(g/(k·h))
由第四题求出的 16 个功率值与 16 个燃油消耗率值(三挡与四挡各 8 个数据),带 入百公里燃油消耗量公式求出对应的 Qs,并用 Matalb 软件绘制最高挡与次高档 等速百公里油耗量曲线。
汽车理论
一、 设计目的
本次课程设计利用所学的汽车理论知识,计算某货车的燃油经济性,该汽车各参
数为
装载质量
2000kg
整车整备质量
1800kg
总质量
3880kg
车轮半径
r=0、367m
传动系传动效率
t=0、87
滚动阻力系数 空气阻力系数×迎风面积 主减速器传动比 飞轮转动惯量 二前轮转动惯量 四后轮轮转动惯量
汽车理论
功率外特性和转矩外特性曲线 180
160
Pe
发 动 机 转 矩 Tq/(N*m) 发 动 机 功 率 Pe/kw
140
120
100
80
60
40
Tq
20
0
500
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
发 动 机 转 速 n/(r/min）
图(一)功率外特性与转矩外特性曲线
第二题:绘制功率平衡图 由车速与发动机转速公式可得车速(将转速从 600r/min 到 4000r/min,按 50r/min 梯度增加)
最后由给定的汽车负荷特性曲线拟合公式求出燃油消耗率 b(g/(k·h)) 利用 Matlab 软件绘制最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消 耗率 b 图像。
根据所给的 8 个转速由相应的转速与速度公式求得 Ua,在求得相应的 Pe,带入 燃油拟合公式求得 b,燃油拟合公式得使用主要依靠多维数组的使用,画出 b—Ua 图像。在通过等间距插值法,使曲线变得更加平滑。
由外特性曲线功率 Pe(Kw)与发动机转速 Ua(Km/h)的公式为,根据上面求得的 Ua 得 出相应的 Pe
根据求得的 Ua 得出相应的 P,发动机实际输出功率 P(Kw)为
根据 Matlab 软件画出功率平衡图 先将 n 按定等长取不同的值,根据车速与发动机转速公式求得 Ua,根据拟合公式 求得 Tq。在通过 Ua 与 Tq 求得 Pe。将 Ua 带入 P=Pf+Pw 中求得 P,再绘制 Pe—ua 与 P— ua 图。
发动机行驶阻力位 F(Kw)为
可得负荷率 在 Matlab 软件下绘制负荷率图像
直接在题二的基础上求得
,绘制 U—Ua 图像。
汽车理论
图(三)汽车等速行驶发动机负荷率图
第四题:绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗 率b 首先由车速与发动机转速公式可得车速 Ua(km/h) 然后根据公式发动机提供的 Pe(Kw)为
f=0、013 CD×A=2、77m2 i0=5、28 If=0、218kg*m2 Iw1=1、798kg*m2 Iw2=3、598kg*m2
表一:变速器传动比
1档
2档
3档
4档
4 档变速器
6、09
3、09
1、71
1、00
汽车外特性的 Tq-n 曲线拟合公式为
式中 Tq 为发动机转矩(N·m);n 为发动机转速(r/min) 发动机最低转速为 600r/min,发动机最高转速为 4000r/min。 汽车负荷特性曲线拟合公式为
表二:拟合式中各系数
汽车理论
怠速油耗:Qid=0、299ml/s(怠速转速 400r/min) 题目要求: 1. 根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外
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. 绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率 b; 5. 绘制最高挡与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. 列表表示最高挡与次高挡等速行驶时,在 20 整数倍车速的参数值(将无意义
汽车理论
1000
汽车最高挡和次高档等速行驶燃油消耗率b
900
800
Ⅲ 700
燃 油 消 耗 率 b/(g/(kw*h))
600
500
400
Ⅳ 300
200
100
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 速 度 ua/(km/h)
图(四)最高挡与次高档等速行驶燃油消耗率图
汽车理论
功率平衡图 70
60
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
50
功 率 Pe/kw
40
30
20
(Pf+Pw)/ηt
10
0
0
20
40
60
80
100
120
速 度 ua/(km/h)
图(二)功率平衡图
第三题:绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图
发动机等速行驶,主要克服滚动阻力与空气阻力,负荷率的值为发动机发出的功
率与对应车速下的外特性功率之比。 由驱动力 Ft(N)与发动机转矩 Tq(N·m)的公式为
汽车理论
最高挡和次高档等速百公里油耗曲线 30
25
百 公 里 燃 油 消 耗 量 Qs/(L/100km)
20
Ⅲ
15
Ⅳ
10
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0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 速 度 ua/(km/h)
图(五)高挡与次高档等速百公里油耗量
第六题: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-路程坐标图如下
的部分删除),例表见表 1。 经济性计算时,取汽油密度 0、742g/mL,柴油密度 0、830g/mL
二、 解题过程
第一题:根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转 矩外特性曲线 汽车外特性的 Tq-n 曲线拟合公式为
根据 Matlab 软件绘制功率外特性与转矩外特性曲线 先将 n 按定等长取不同的值,带入到拟合公式中,求得不同 n 下的 Tq,然后通过 Tq 与 n 求得 Pe,再绘制 Pe—n 与 Tq—n 图像。
图(六)GB/T 12545、2-2001 标准实验的车速-路程坐标图
由图可知工况一,工况三,工况五就是匀速行驶 可以先求对应车速下的百公里燃油消耗量,用题六画出的等速百公里油耗曲线利 用插值法可以求得对应车速下的百公里燃油消耗量。