汽车理论大作业.docx
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汽车理论大作业
汽车理论大作业
题目：
燃油经济性计算
指导老师：
侯永平
作者：
徐宁
学号：
081828
2011年11月
题目内容：
负荷特性曲线的拟合公式为：
式中，b为燃油消耗率[g／（kw.h）];Pe为发动机净功率（kw）
拟合式中的系数为
怠速油耗（怠速转速400r/min）。
计算与绘制题1.3中货车的
1）汽车功率平衡图。
2）最高档与次高挡的等速百公里油耗曲线。
3）利用计算机求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗。
计算中确定燃油消耗率值b时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。
一、绘制汽车功率平衡图
有效转速n=600—4000（r/min）。
ua=0.377rn/igi0（km/h）。
不同档位取不同ig。
根据拟合公式分别求出各转速对应的转矩Tq=-19.313+295.27（n/1000）-165.44（n/1000）2+40.874（n/1000）3-3.8445（n/1000）4（N/m）。
再根据公式Pe=Ttq×n/9550（kw）求出净功率。
然后依次描点就得到汽车各档功率曲线。
发动机输出功率与阻力功率相平衡。
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140+Giua/3600+δmuaa/3600）
绘制功率平衡图时只考虑Pf和Pw,所以
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）
利用公式分别求出各点阻力功率，并描点画图，得到阻力曲线。
二、求最低档和最高档的等速百公里曲线
由已知条件
“计算中确定燃油消耗率值b时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。
”得：
b的线性差值等同于B0，B1,B2,B3的线性差值，并依次为原理，编写了函数:
functionz=doil（x,y）%x代表转速，y代表功率，z代表b
等速时首先通过有效转速范围确定ua范围。
再根据n=uaigi0/0.377r求出对应转速。
不同档位取不同ig。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：
b=doil（n,Pe）（g/（kw*h））
求出燃油消耗率：
最后带入公式：
Qs=Pb/1.02uaρg（ρg取7.15N/L）
次高档百公里加速曲线：
最高档百公里加速曲线：
三、求解求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗
六工况可以分成三类：
等速和等加速和等减速，各段行驶速度，加速度，时间，路程都已经给出，大大简化了求解过程。
1〉等速过程。
已知速度ua，根据n=uaigi0/0.377r求出对应转速。
档位取最高档。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：
b=doil（n,Pe）（g/（kw*h））
求出燃油消耗率：
最后带入公式（ρg取7.15N/L）：
Q=PbS/102uaρg（ml）
2〉等加速过程：
首先根据已知ua范围以及公式n=uaigi0/0.377r求出对应转速范围（按照最高档求）。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140+δmuaa/3600）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：
b=doil（n,Pe）（g/（kw*h））
求出燃油消耗率：
最后带入公式：
Qt=Pb/367.1ρg（ρg取7.15N/L）
求出各个速度对应的等速单位时间油耗。
汽车行驶速度每增加1km/h所需要的时间为：
t=1/3.6a
从行驶初速度ua1加速到ua1+1km/h所需要的燃油为：
Q1=（Qt0+Qt1）t/2
累加后得：
Qa=（Qt0+Qtn）t/2+（Qt0+Qt1+Qt2Qt3+…..Qtn-1）t（ml）
3〉等减速过程：
Qd=Qid*td（ml）
最终：
Qs=100（Q1+Q2+….Q6）/S
结果为：
Qs=12.8（L/100km）
代码：
matlab7.6.0（R2008a）
一、绘制汽车功率平衡图
clear
clc
%参数初始化
I=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;m=3880;r=0.367;xlvj=0.85;
Cd=2.77;f=0.013;i0=5.83;a=1.947;hg=0.9;g=9.8;ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793];
%求解功率
n=600:
4000;
[x,y]=size（n）;
fori=1:
5
ua=0.377*n*r/i0/ig（i）;
Tq=-19.313*ones（x,y）+295.27/1000*n-165.44*（n/1000）.^2+40.874*（n/1000）.^3-3.8445*（n/1000）.^4;
Pe=Tq.*n/9550;
plot（ua,Pe）
holdon
end
%绘制阻力功率曲线
ua=0:
110;
Pef=（m*g*f*ua/3600+Cd*（ua.^3）/76140）/xlvj;
plot（ua,Pef）
gridon
title（'汽车功率平衡图'）
gtext（'PeI'）
gtext（'PeII'）
gtext（'PeIII'）
gtext（'PeIV'）
gtext（'PeV'）
gtext（'（Pw+Pf）/机械效率'）
holdoff
二、求最低档和最高档的等速百公里曲线
%燃油消耗率b差值函数m文件
functionz=doil（x,y）%x代表转速，y代表功率Pe
n=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804]
b（:
1）=[1326.8,1354.7,1284.4,1122.9,1141.0,1051.2,1233.9,1129.7];
b（:
2）=[-416.46,-303.98,-189.75,-121.59,-98.893,-73.714,-84.478,-45.291];
b（:
3）=[72.379,36.657,14.524,7.0035,4.4763,2.8593,2.9788,0.71113];
b（:
4）=[-5.8629,-2.0553,-0.51184,-0.18517,-0.091077,-0.05138,-0.047449,-0.00075215];
b（:
5）=[0.17768,0.043072,0.0068164,0.0018555,0.00068906,0.00035032,0.00028230,-0.000038568];
ifx（2）
B=b（1,:
）+（x-n
（1））*（b（2,:
）-b（1,:
））/（n
（2）-n
（1））
elseifx<=n（3）
B=b（2,:
）+（x-n
（2））*（b（3,:
）-b（2,:
））/（n（3）-n
（2））
elseifx<=n（4）
B=b（3,:
）+（x-n（3））*（b（4,:
）-b（3,:
））/（n（4）-n（3））
elseifx<=n（5）
B=b（4,:
）+（x-n（4））*（b（5,:
）-b（4,:
））/（n（5）-n（4））
elseifx<=n（6）
B=b（5,:
）+（x-n（5））*（b（6,:
）-b（5,:
））/（n（6）-n（5））
elseifx<=n（7）
B=b（6,:
）+（x-n（6））*（b（7,:
）-b（6,:
））/（n（7）-n（6））
else
B=b（7,:
）+（x-n（7））*（b（8,:
）-b（7,:
））/（n（8）-n（7））
end
end
end
end
end
end
z=B
（1）+B
（2）*y+B（3）*y^2+B（4）*y^3+B（5）*y^4
***************************************************
clear
clc
%参数初始化
I=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;m=3880;r=0.367;xlvj=0.85;Cd=2.77;f=0.013;i0=5.83;a=1.947;hg=0.9;g=9.8;ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793];p=7.15;
%最高档等速百公里曲线
n=600:
3500;
[x,y]=size（n）;
ua=0.377*n*r/i0/ig（5）;
Pe=（m*g*f*ua/3600+Cd*（ua.^3）/76140）/xlvj
fori=1:
y
b=doil（n（i）,Pe（i））;
Q（i）=Pe（i）*b/1.02/ua（i）/p;
end
plot（ua,Q）
gridon
title（'最高档等速百公里曲线'）
xlabel（'ua（km/h）'）
ylabel（'Qs（L/100km）'）
%最低档等速百公里曲线
figure
n=600:
4000;
[x,y]=size（n）;
ua=0.377*n*r/i0/ig
（1）;
Pe=（m*g*f*ua/3600+Cd*（ua.^3）/76140）/xlvj
fori=1:
y
b=doil（n（i）,Pe（i））;
Q（i）=Pe（i）*b/1.02/ua（i）/p;
end
plot（ua,Q）
gridon
title（'最低档等速百公里曲线'）
xlabel（'ua（km/h）'）
ylabel（'Qs（L/100km）'）
三、求解求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗
clear
clc
%参数初始化
I=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;m=3880;r=0.367;xlvj=0.85;Cd=2.77;f=0.013;i0=5.83;a=1.947;hg=0.9;g=9.8;ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793];p=7.15;
%第一阶段
ua1=40;s
（1）=125;t1=11.3;
n1=ua1*i0*ig（5）/r/0.377;
Pe1=（m*g*f*ua1/3600+Cd*（ua1^3）/76140）/xlvj;
b1=doil（n1,Pe1）;
Qt1=Pe1*b1/367.1/p;
Q
（1）=Qt1*t1;%ml
%第二阶段
a2=0.2;%m/s^2
s
（2）=175;%m
t2=14;%s
ua2=50;%km/h
uax=ua1:
ua2;
dot=1/3.6/a2;
[x,y]=size（uax）;
n2=uax*i0*ig（5）/r/0.377;
Pe2=（m*g*f*uax/3600+Cd*（uax.^3）/76140）/xlvj;
fori=1:
y
b2（i）=doil（n2（i）,Pe2（i））;
Qt2（i）=Pe2（i）*b2（i）/367.1/p;
end
Q
（2）=（sum（Qt2）-Qt2
（1）/2-Qt2（y）/2）*dot;
%第三阶段
ua3=50;s（3）=250;t3=18;
n3=ua3*i0*ig（5）/r/0.377;
Pe3=（m*g*f*ua3/3600+Cd*（ua3^3）/76140）/xlvj;
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