汽车运用工程毕业设计论文

计算过程
计算结果
第一章 汽车原始数据、技术参数
1.1比亚迪S6 2011款
2.0 MT 豪华型技术参数表
总质量（G ） 轴距 车轮半径(r) 传动系效率( ŋt) 滚动阻力 系数(f) 空气阻力系数(C D ) 2360kg 2720mm 0.340mm 0.9 0.014 0.29 迎风面积(A) 主减速器 速比(i0) 一档速比（ig1） 二档速比（ig2） 三档速比（g3） 四档速比（ig4） 2.33 4.86 5.48 3.30 1.95 1.10 五档速比（ig5）
飞轮转动 惯量If 前轮转动 惯量Iw1 后轮转动 惯量Iw2 质心至前轴距离 质心高度 1
0.18
1.56
1.56
1230mm
0.52
1.2发动机外特性曲线图
图1-1 发动机外特性曲线图
Te=9E-12x 4
-1E-7x 3-0.0005x 2
+1.188 x-850.7
Pe=1E-12x 4-1E-8x 3
+7E-5x 2
-0.1429 x+134.83
原
始 数 据
发动机外特性曲线图y = 9E-12x 4
- 1E-07x 3
+ 0.0006x 2
- 1.1188x + 850.7y = 1E-12x 4
- 1E-08x 3
+ 7E-05x 2
- 0.1429x + 134.83
50
100150
200
250
300350
10002000300040005000
6000
转速（r/min）
功率（K W ） 转矩（N .M ）
第二章 轿车动力性的分析计算
2.1汽车动力性的计算
2.1.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图
（1）变速器下各档的速度转换
377
.0i i n r u gi e ai ⨯⨯=
其中：r 为车轮滚动半径，m;
e n 为发动机转速，r/min ；
0i 为主减速速比；
gi
i 为变速箱各档速比，)...2,1(p i i =，p 为档位数，
在发动机外特性（转矩-转速）曲线上选取8个点，在根据公式算出各档驱动轮的对应的转速。

见表2.1
其中：G ＝mg 为满载汽车总重(N)，
f 为滚动阻力系数
汽车的行驶阻力之和Fr 为 w f r F F F += （4）基本数据
表 2-1 各档驱动力速度的计算
tq
ne
1档驱动力
1档速度
2当驱动力
2档速度 3当驱动力
3当速度
4当驱动力
4档速度
5当驱动力
5当速度 80
2000
2000.1 18.5 1456.6 34.5
999.2 53.2 749.2 72.1 599.1
90.6
100 2500
2489.3 23.3 1786.4 43.6 1236.2 68.6 940.9 90.2 748.8 112.9
120 3000
2887.5 28.2 2163.7 52.1 1483.4 82.3 1130.2 108.2 898.6 134.5 130 3750
3156.2 37.2 2351.6 68.2 1607.0 102.9 1223.1 131.0 973.5 158.9 120 4000
2887.7 40.7 2263.9 71.9 1483.4 108.2 1129.1 139.6 898.6 175.6 100 4500
2489.3 45.8 1886.6 80.9 1236.2 123.5 940.9 155.3 748.8 180.4 89 5000
2215.5
50.9 1679.1
88.2 1100.2 137.2
837.4
160.6
666.5 190.4
（5）汽车驱动力-行驶阻力平衡图
图2-1 汽车驱动力-行驶阻力平衡图
驱动力平衡图
050010001500200025003000
35000
50
100
150
200
250
300
速度（KM/小时）
驱动力（N .m ）
各档驱动力速度的计算
2.1.2 最高车速与最大爬坡度的计算
（1）最高车速计算
最高车速是指汽车在平直、良好道路上所能达到的平均最高行驶车速。

a 理论最高车速计算
只有当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速才达到最高。

根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程可得
r t F F =.
n
P Teq max
9550⨯=
t
gi tq ti r
i i T F η⨯⨯⨯=
w f r F F F +==
15
.212
max
u A C d ⨯⨯+ f G ⨯ 带入原始数据可求得求解max u =190km/h 。

这个即为理论最高车速。

b 实际最高车速
由汽车驱动力-阻力平衡图可知，当五档的驱动力曲线与阻力曲线相交时对应横坐标的车速即为汽车的实际最高车速为181km/h. （2）最大爬坡度
汽车最大爬坡度是指汽车在良好路面克服（F f +F W ）后剩余全部动力用来克服坡度阻力时所能爬上的最大坡度imax 。

Fi=Gsin аmax=Ft-(F f +F W ) аmax= Sin -1 （Ft-(F f +F W )）/G
由驱动力-行驶阻力平衡图可得Ft-(F f +F W )=2620，代入公式可算得аmax=10.20
imax=Tan аmax=0.17°
ua max=180km/h
аmax=10.
20
imax=0.17°
2.1.3绘制汽车动力因数特性曲线图（1）动力因素的计算
a w
a
ti
a
i G F
u
F
u
D -
=
) (
)
(
同理，在发动机外特性曲线上选取8个点（与上面的相同），计算对应的驱动力与空气阻力，然后根据公式5算出各档对应的动力因素点。

数据见表2-3所示。

（2）滚动阻力系数的确定
f=f
(1+ua2/19440)
取f
=0.014据公式6算出对应车速下的滚动阻力系数，数据见表2.2所示。

（3）基本数据表
表2.2 计算动力因素基本数据表
n
e
2000250030003750400045005000
G 15020
F w 1档10.07417.306898424.921933638.940521344.305659956.074350869.2275935 2档33.59457.053251575.8366822121.619816138.376324175.132535216.213006 3档81.574115.897494185.292392283.269363322.297586407.907882503.589978 4档134.08247.323212322.945425488.977228556.347423704.127208869.292849 5档217.56373.077237484.031222771.923785878.2777291111.570251372.30895
F t 1档1779.42449.334142587.200973236.134392987.200972489.334142215.50739 2档1588.21486.575223.892452.54752263.891886.5751679.05175 3档958.931246.1651483.3981607.01451483.3981236.1651100.18685 4档758.7940.8751129.051223.13751129.05940.875837.37875 5档559.07744.84898.608973.492898.608748.84666.4676
D 1档0.13180.164582370.197222300.212862440.195931770.162001310.14289479
2档0.09810.122005440.145542830.155188260.141512220.113944230.09739272
3档0.06040.073919270.086691450.088132160.077303620.055143610.03972016
4档0.04400.055099850.066119820.070121480.063103170.049066550.04066766
5档0.02520.027014830.026935870.013419980.00135354
计算动力
因素基本
数据表
（4）汽车动力因素特性曲线
图2-2 汽车动力因素特性曲线 2.1.4 绘制加速度倒数曲线各档 （1）各档汽车旋转质量换算系数б的确定 )(112
20
22t i g f w r i i I r I m ηδ⨯⨯++=∑ 其中I W 为车轮转动惯量（I W =1.56+1.56=3.12） I f 飞轮的转动惯量（I f =0.18） 将数据代入公式可得б1=1.1415；б2=1.0425；б3=1.02358；б4=1.02147；б5=1.02012 （2）各档加速度的确定 )()(f D g
m F u F a i i
q r a ti i -=-=δδ 其中Di-f 汽车动力因素特性曲线中选取8个点读出，在将各档的б代入求得对应的加速度。

见表2-3所示 （3）各档加速度倒数的确定 将上面求得的各个档位的加速度求倒数，就能得到相应的数值。

б1=1.141
5；б2=1.0425；б3=1.02358；
б4=1.02147；
б5=1.020
12
（4）基本数据表
表2-3 计算加速度倒数基本数据表
ne
2000
2500
3000
3750
4000
4500
5000
б1 1.139
1.055521 1.032984 1.025851 1.02225 1.139375 1.055521 1.032984 D
1档 0.131850 0.164582 0.197222 0.212862 0.195931 0.162001 0.14289479 2档 0.098180 0.122005 0.145542 0.155188 0.141512 0.113944 0.09739272 3档 0.060476 0.07391 0.086691 0.088132 0.077303 0.055143 0.03972016 4档 0.044079 0.055099 0.066119 0.070121 0.063103 0.049066 0.04066766 5档
0.025266 0.027014 0.026935 0.013419 0.001353
a
1档 1.031722 1.317530 1.602202 1.736158 1.586294 1.285713 1.11491079 2档 0.788694 1.009449 1.226373 1.306581 1.172738 0.902180 0.73488904 3档 0.428915 0.547232 0.656432 0.643789 0.528785 0.291938 0.11768039 4档 0.256700 0.343581 0.425897 0.418687 0.332584 0.156954 0.03171674 5档
0.052359 0.036920
1/a
1档 0.969252 0.758995 0.624140 0.575984 0.630400 0.777778 0.89693274 2档 1.267918 0.990639 0.815412 0.765356 0.852704 1.108425 1.36074963 3档 2.331461 1.827376 1.523386 1.553302 1.891126 3.425377 8.49759185 4档 3.895590 2.910516 2.347980 2.388415 3.006754 6.371265 31.5290912 5档
19.09862
27.08519
（5）绘制加速度倒数曲线
计算加速度倒数基本数据表
加速度倒数曲线
0 5 10 15 20 25 30 35 0
20
40
60
80 100 120 140
160
180
200
速度（km/小时）
加速度倒数
2.1.5绘制二档起步加速的车速-时间曲线
（1）加速度-速度曲线
百公里油耗曲线
7.963258
8.5615628.99563212.556641
13.544884
14.569841
10.235687y = 4E-07x 4 - 0.0002x 3 + 0.0476x 2 - 4.1975x + 140.82
05101520
45
95
145195
速度（km/h）
油耗（L /100k m ）
图2-4 二档起步加速的车速-时间曲线
（1）加速时间计算公式
⎰⎰⇒=⇒=⇒=t
u u i du a dt t du a du dt du a 02
1
1
1
由加速度曲线可知，二档时加速度变化不大，故可认为是常数，
即1/a 为常数，则)12(1
102
1u u a du a dt t t
u u -=⇒=⎰⎰
（3）基本数据
表2-4 加速时间数据表
速度变化
Km/h 35-44 44-53 53-67 67-71 71-80 80-89
加速
时间
s 3.167 2.474 3.055 0.955 2.129 2.768
累加
时间
s 3.167 5.641 8.696 9.652 11.78 14.55
t1=3.167s t2=2.474s t3=3.055s t4=0.955s t5=2.129s t6=2.768s
第三章汽车经济性的计算
(1)基本数据
表3-1 汽车经济性基本数据表
ne r/min 2000 2500 3000 3750 4000 4500 ua 5 km/h 90.620 113.275 135.930 169.912 181.240 203.89
be g/(kw/h) 200 160 140 180 220 270 Pe kw 36
38
44
48
50
55
Qe
L/100km
11.127 7.51744 6.34697 7.12179 8.50040 10.200
（2）最高档等速百公里油耗计算
g
u b P Q a e
e s ρ02.1=
其中： ρ为燃料的密度（kg/L ）
g 为重力加速度(m/s 2
)，对于汽油来说，ρg 可取7.0N/L
代入Pe 和be 数值可算出对应的油耗值，计算结果见表2-5 （3）最高档等速百公里油耗曲线图
百公里油耗曲线
y = 1E-08x 4 - 1E-05x 3 + 0.0065x 2 - 1.0613x + 64.422
051015
20
45
95
145
195245
速度（km/h）
油耗（L /100k m ）
图3-1 百公里油耗曲线图
Qe1= 12.112 L/100km Qe2=8.215 L/100km Qe3=6.741 L/100km Qe4=7.0147 L/100km Qe5=8.5124 L/100km Qe5=11.524 L/100km
参考文献
[1] 顾柏良.BOSCH汽车工程手册[M] （中文第二版）北京理工大学出版社 2004 年4月
[2] 刘惟信.汽车设计[M] 清华大学出版社 2001年7月
[3] 余志生.汽车理论.北京. 机械工业出版社. 第三版.2001.6.27
[4] 陈家瑞.汽车发动机构造及原理. 北京.机械工业出版社.第三版.2001.6
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[6]郑清平，陈静.汽车动力性和经济性模拟计算.汽车科技[J].2004（1）
[7]袁景敏.基于Matlab的客车动力性燃油经济性模拟计算.客车技术与研究[J].2010（3）
[8]孙家凯，王永强.汽车动力性、燃油经济性模拟与主减速比优化的研究.西安
公路学院学报[J].1998（4）
[9]高延龄.汽车运用工程[M].北京.人民交通出版社.第三版.2004
目录
第一章汽车原始数据、技术参数 (1)
1.1比亚迪S6 2011款 2.0 MT豪华型技术参数表 (1)
1.2发动机外特性曲线图 (1)
第二章轿车动力性的分析计算 (2)
2.1汽车动力性的计算 (2)
2.1.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图 (2)
2.1.2 最高车速与最大爬坡度的计算 (4)
2.1.3绘制汽车动力因数特性曲线图 (5)
2.1.4 绘制加速度倒数曲线各档 (6)
2.1.5绘制二档起步加速的车速-时间曲线 (8)
第三章汽车经济性的计算 (9)
参考文献 (10)。