汽车理论课程设计报告---轻型货车动力性及燃料经济性计算分析

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1、汽车理论课程设计报告一、课程设计内容：轻型货车动力性及燃料经济性计算分析二、要求：利用题1.1中的结构参数和发动机外特性（扭矩曲线）、题2.1中的负荷特性曲线，计算并分析：（1）汽车满载（空载），采用四档变速器，一档原地起步由3km/h加速到80km/h，时的燃油经济性、加速时间；（2）根据计算结果，绘制汽车满载、空载采用四档变速器，匹配不同主减速器时的燃油经济性-加速时间曲线；（3）讨论和分析四档变速器分别匹配不同值时，对汽车空载和满载性能的影响。三、已知条件发动机最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000r/min汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线拟合

2、公式：装载质量2000kg总质量3880kg车轮半径0.367m传动系机械效率nT=0.85滚动阻力系数f=0.013空气阻力系数×迎风面积CDA=2.77m2飞轮转动惯量If=0.218kg·m2二前轮转动惯量Iw1=1.798kg·m2四后轮转动惯量Iw2=3.598kg·m2变速器传动比131挡2挡3挡4挡4挡变速器6.093.091.711.00主减速器传动比：i0=5.0、5.17、5.43、5.83、6.17、6.33、6.50轴距L=3.2m质心至前轴距离（满载）a=1.974m质心高（满载）hg=0.9m四、计算原理（1）经济性（Matlab编程原理）先计算出

3、各个i0时发动机转速nr，根据外特性曲线中扭矩方程，计算发动机每个转速下发出最大功率时对应的转速Nmax（因为知道功率对转速的导数，导数为零时的转速中，必有Nmax），再根据外特性计算发动机在此转速下能发出的最大功率Pmax1，并计算出此车速下阻力功率Pe。情况一：.先将nr与Nmax比较，如果nr<=Nmax,再判断Pmax1与Pe，如果Pmax1Nmax,则不用换挡。将nr与已知的各转速进行比较，nr必介于某两个转速之间，进行线性插值，得出转速为nr时的燃油消耗率。利用主减速比组成的矩阵，逐个计算nr，重复上述步骤，则可计算出

4、Qs。加速阶段，阻力功率中多了加速阻力产生的功率，即Pe变大，由于用稳态时某车速对应的燃油消耗率代替加速瞬态的情况，则加速阶段其余计算类似匀速阶段，Qa可以求出。怠速阶段，燃油消耗率计算如下：ts为怠速阶段持续时间，Qi为怠速阶段单位时间内燃油消耗，UB为速度（mm矩阵中下标）。ts=(UB(mm)-UB(mm+1))/(3.6*A(mm+1));Qd=Qi*ts;Qq(jsxx)=(smqa+Qs+Qd)*100/milesQd可以求出。总的燃油消耗为Qq=Qs+Qa+Qd.（2）动力性Ø已知转速范围：最低转速600r/min至最高转速4000r/min由公式可以算出不同主

5、减速器传动比对应的各挡车速范围。计算不同车速对应驱动力大小（利用for循环计算3km/h-80km/h）已知车速ua013计算不同车速对应空气阻力大小计算动力因数D计算旋转质量换算系数加速度倒数计算用C语言编程计算各主减速器传动比对应的1到4挡加速度倒数曲线在其车速范围内没有交点。汽车加速时间的计算由运动学可知：因为加速度倒数曲线在各挡车速范围内没有交点，因此换挡时刻就是发动机达到最高刻，汽车已具有起步档位的最低车速，利用图解积分法，计算加速度倒数曲线与车速围成的面积就得到加速时间。五、计算结果13主减速器传动比5.05.175.435.836.176.336.50加速时间（

6、空载）t/(s)17.0116.8416.5316.0215.5915.4115.23百公里油耗（空载）Qs/[L(100km)-1]10.4910.6510.9011.2411.5111.6411.78主减速器传动比5.05.175.435.836.176.336.50加速时间（满载）t/(s)40.0239.3038.1336.3635.0034.4333.88百公里油耗（满载）Qs/[L(100km)-1]14.4914.2414.0814.1514.3914.5214.67t(s)原地起步加速时间百原地起步加速时间百公里油耗Qs/[L(100km)-1]13六．（1）

7、误差分析当计算转速与给定转速不等时，运用插值法计算对应的燃油消耗率，与实际情况之间有误差。在计算匀加速过程时，增加了加速阻力，发动机功率与车速之间关系已经改变。这样，利用拟合公式，重新对燃油消耗率进行计算，这样可以计算加速过程的燃油消耗率。但是，这种方法是对实际情况的一种近似，因为加速过程中，发动机处于瞬态过程，而此种方法是使用稳态时发动机负荷特性进行计算的。也就是把加速过程近似为一个加入加速阻力功率的匀速过程进行计算。这必然会产生误差。（2）主减速器传动比影响分析在图上可以发现，空载时，随着i0的增大