汽车理论课程设计报告书.docx

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汽车理论课程设计报告书

汽车理论课程设计

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汽车理论课程设计任务书

本次计算设计以小组为单位进行，每组计算两种车型（大型车、小型车）。

先进行手工计算并绘图（每个档位选取5-8个特征点），然后计算机编程（MATLAB）实现并绘图，最终打印计算说明书和程序。

具体设计要求如下：

1.汽车动力性、经济性分析计算

通过查阅收集有关资料，计算分析给定型号汽车的动力性能及燃油经济性，并绘出该车型的发动机外特性曲线，驱动力——行驶阻力平衡图，动力特性图，百公里油耗曲线。

根据计算结果，结合实际情况，分析该车型发动机参数和底盘性能参数匹配是否合理，并提出修改意见。

2.参数

部分车型参数不完整，请查阅相关资料或用经验公式计算选取，并经手动计算分析后修正获得。

（说明书中注明出处）

3.说明书

说明书容包括：

任务书、目录、各车型参数、参数分析、计算、图表、结论、设计总结及心得体会。

车型一：

解放CA1091载货汽车

一、发动机CA6102（附表一）

Nmax=99kw（相应转速3000r/min）

Mmax=373N.m（相应转速1300r/min）

二、整车参数：

1.尺寸参数：

全长L=7205mm，全宽B=2476mm，全高H=2436mm，轴距

L1=4050mm,前轮距B1=1850mm，后轮距B2=1740mm.

2.重量参数（附表二）

3.性能参数：

变速箱传动比i1=7.64，i2=4.835，i3=2.856，i4=1.895，i5=1.377，i6=1，i

倒=7.66。

主减速器比i0=6.33。

车轮：

9.00-20。

三、使用数据：

滚动阻力系数f=0.03；

道路阻力系数：

强度计算用Φ=1

性能计算用Φ=0.8

空气阻力系数：

Cd=0.8；

迎风面积：

A=0.78×宽×高；

最大速度：

Vmax=90km/h；

最大爬坡度：

28%；

传动系效率：

η=0.9

表一：

发动机参数

转速n

（r/min）

1000

1200

1300

1400

1600

1800

2000

2400

2800

3000

有效扭矩Tq（N.m）

368.86

370.12

373.00

366.12

352.29

347.81

342.32

332.25

319.44

308.45

耗油率b（g/（kw.h））

315.50

306.79

306.12

305.90

305.51

303.04

306.34

311.65

322.34

320.53

表二：

重量参数

空载

满载

车重（kg）

4250

9445

前桥（kg）

2030

2485

后桥（kg）

2220

6960

车型四：

SATANA2000轿车

一、发动机2VQS（附表一）

　　Nmax=74kw（相应转速5200r/min）

　　Mmax=155N.m（相应转速3800r/min）

二、整车参数：

1.尺寸参数：

全长L=4680mm，全宽B=1700mm，全高H=1423mm，轴距L1=2656mm,前轮距B1=1414mm，后轮距B2=1422mm.

2.重量参数（附表二）

3.性能参数：

变速箱传动比i1=3.45，i2=1.94，i3=1.29，i4=0.985，i5=0.8,主减速器比i0=4.1。

车轮：

195-60。

三、使用数据：

滚动阻力系数f=0.025；

空气阻力系数：

Cd=0.4；

迎风面积：

A=0.78X宽X高；

最大爬坡度：

28%；

传动系效率：

η=0.9

表二：

重量参数：

空载

满载

车重（kg）

1248

1623

1.基础资料1

1.1已知参数1

1.2其他参数2

1.3发动机使用外特性拟合公式3

1.4MATLAB介绍3

2.曲线绘制4

2.1解放CA1091载货汽车曲线绘制4

2.1.1发动机外特性曲线4

2.1.2绘制驱动力-行驶阻力平衡图5

2.1.3动力特性图9

2.1.4汽车百公里油耗曲线11

2.2SATANA2000轿车曲线绘制13

2.2.1发动机外特性曲线13

2.2.2驱动力-行驶阻力平衡图15

2.2.3动力特性图17

2.2.4百公里燃油消耗曲线20

3分析22

3.1解放CA1091载货汽车分析22

3.1.1计算最高车速22

3.1.2计算最大爬坡度22

3.1.3燃油经济性分析22

3.2SANATA2000轿车分析22

3.2.1计算最高车速22

3.2.2计算最大爬坡度23

3.2.3燃油经济性分析23

1基础资料

1.1已知参数

1.1.1解放CA1091载货汽车

表1-1解放CA1091汽车已知参数

参数

数值

备注

最大功率Pmax

99kw

相应转速3000r/min

最大扭矩Tmax

373Nm

相应转速1300r/min

全长L

7205mm

全宽B

2476mm

全高H

2436mm

轴距L1

4050mm

前轮距B1

1850mm

后轮距B2

1740mm

变速箱传动比

i1=7.64,i2=4.835i3=2.856,i4=1.895

i5=1.377,i6=1

主减速器比i0

6.33

车轮

9.00-20

滚动阻力系数f

0.03

空气阻力系数Cd

0.8

迎风面积A

A=0.78*宽*高

A=4.7m2

最大速度Vmax

90km/h

最大爬坡度

28%

传动系效率

0.9

表1-2发动机CA6102参数

转速n

（r/min）

1000

1200

1300

1400

1600

1800

2000

2400

2800

3000

有效扭矩Tq（N.m）

368.86

370.12

373.00

366.12

352.29

347.81

342.32

332.25

319.44

308.45

耗油率b（g/（kw.h））

315.50

306.79

306.12

305.90

305.51

303.04

306.34

311.65

322.34

320.53

表1-3解放CA1091载货汽车质量参数

空载

满载

车重（kg）

4250

9445

前桥（kg）

2030

2485

后桥（kg）

2220

6960

1.1.2SATANA2000轿车

表1-4SATANA2000轿车已知参数

参数

数值

备注

最大功率Pmax

74kw

相应转速5200r/min

最大扭矩Tmax

155Nm

相应转速3800r/min

全长L

4680mm

全宽B

1700mm

全高H

1423mm

轴距L1

2656mm

前轮距B1

1414mm

后轮距B2

1422mm

变速箱传动比

i1=3.45,i2=1.94i3=1.29,i4=0.895

i5=0.8

主减速器比i0

4.1

车轮

195/60R14

滚动阻力系数f

0.025

空气阻力系数Cd

0.4

迎风面积A

A=0.78*宽*高

A=1.89m2

最大爬坡度

28%

传动系效率

0.9

表1-5SATANA2000轿车质量参数

空载

满载

车重（kg）

1248

1623

1.2其它参数

表1-6轮胎参数

参数

公式

备注

轮胎半径（m）

（9.00-20）

0.509m

GB/T2977-2008

轮胎半径（m）

（195/60R14）

0.2948m

1425.4/2+1950.6

表1-7发动机参数（发动机2VQS）

转速n/（r/min）

1000

1600

2200

2800

3400

3800

b（g/（kw.h））

265

260

255

250

260

265

转速n/（r/min）

4600

5200

b（g/（kw.h））

295

300

1.3发动机使用外特性拟合公式[1]

=

Tq:

发动机转矩（Nm）Mm:

最大转矩（Nm）

Mp:

最大功率时相应的转矩（Nm）np:

最大功率时的转速（r/min）

:

最大转矩时的转速（r/min）n:

发动机转速（r/min）

此经验公式适合绝大多数发动机，故选用其作为初始计算转矩公式。

由于Mm、、均已知，Mp可根据公式Pe=求得，此处即为Mp。

1.4matlab简介[2]

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。

是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

2曲线绘制

2.1解放CA1091载货汽车曲线绘制

2.1.1发动机外特性曲线

2.1.1.1简介[1]

将发动机的功率Pe、转矩Ttq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速n之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。

如果发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置），则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），则称为发动机部分负荷特性曲线。

2.1.1.2计算

发动机CA6102转速选取10个特征点，分别为1000、1200、1300、1400、1600、1800、2000、2400、2800、3000。

根据经验公式

=

已知发动机CA6102相关参数如下：

Mm=Tmax=373Nm=1300r/min

Pmax=99kw=3000r/min

由公式

Pe