汽车动力性和经济性计算.docx
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汽车动力性和经济性计算
摘要
汽车运用工程课程是交通运输本科专业的一门主干课程，而对于汽车来说，动力性与经济性是两个非常重要的指标，它们能综合反映出某一款车的性能上下。
本文正是通过计算一款车〔新瑞虎1.6SMT舒适型〕的动力性能以与燃油经济性来确定该款车的性能是否得到充分发挥，同时利用计算机VB高级语言编程，以此为根底，对其传动系参数进展了优化，通过对优化前后整车性能的比照分析，判断是否达到在动力性能与燃油经济性之间达到一个较优平衡。
相信通过这次的汽车运用工程课程设计，我将会更深层次地理解汽车各性能。
Abstract
AutomobileApplicationEngineeringundergraduatecurriculumisatransportmaincourse,andforthecar,powerandeconomyaretwoveryimportantindicators,whichcanprehensivelyreflecttheperformanceofaparticularlevelofacar.Thisarticleisbycalculatingacar（newTiggo1.6SMTfort）ofthedynamicperformanceandfueleconomytodeterminewhethertheperformanceofthecarisbroughtintofullplay,whiletakingadvantageofhigh-levelputerprogramminglanguageVBasabasis,itstransmissionparameterswereoptimizedbyparingbeforeandafteroptimizationofvehicleperformance,todeterminewhetherthedynamicperformanceandfueleconomytoachieveanoptimalbalancebetween.Ibelievethatthroughtheuseoftheautomobileengineeringcoursedesign,Iwillbeadeeperunderstandingoftheperformancecar.
................................................6
................................................9
...........................................................................10
....................................................................................................11
第一章新瑞虎根本技术参数
新瑞虎各项参数见表1-1。
表1-1新瑞虎汽车参数
项目
数值
单位
装载质量
375
Kg
整备质量
1403
Kg
总质量
1778
Kg
车轮半径
m
传动系效率
滚动阻力系数
空气阻力系数*迎风面积
m2
主减速器速比
飞轮转动惯量
0.16
Kgm2
两前轮转动惯量
Kgm2
四后轮转动惯量
Kgm2
轴距
m
质心至前轴距离
m
质心高度
8
m
变速器各档位的变速比见表1-2。
表1-2变速器速比
变速器
Ⅰ档
Ⅱ档
Ⅲ档
Ⅳ档
Ⅴ档
倒挡
传动比
3
1
奇瑞新瑞虎发动机的外特性图见图1-1。
图1-1新瑞虎发动机ACTECO-SQR481FG外特性曲线图
插值法所用的转速和扭矩数据见表1-3，以与最后绘出的关系曲线图和公式见图1-2。
表1-3转速与扭矩数据
转速〔r/min〕
扭矩〔N.m〕
1200
160
2000
177
3000
200
4000
210
5500
208
图1-2扭矩与转速关系曲线图
插值法所用的转速和燃油消耗率所用的数据见表1-4，得到的图形和公式见图1-3。
表1-4转速与油耗数据
转速（r/min）
油耗〔g/kw.h〕
1500
270
2000
264
3000
294
4000
328
4500
345
5500
360
图1-3油耗与转速关系曲线
设计说明书中所用的汽车的外形图见图1-4。
图1-4奇瑞瑞虎外形图
设计说明书中所涉与的汽车发动机的外形图见图1-5。
图1-5新瑞虎ACTECO-SQR481FG发动机外形
第二章汽车动力性、经济性的设计计算
2.1汽车动力性的设计计算
2.1.1驱动力、各种阻力数学模型的建立
（1）汽车行驶时的驱动力表达为：
（N）〔2-1〕
式中：
Ft——驱动力（N）；
Te——发动机转矩（N·m）；
ηT——传动系的传动效率；
ig——变速器传动比；
i0——主减速器传动比；
r——车轮半径（m）
〔2〕滚动阻力
汽车行驶时的滚动阻力表达公式为：
（N〕〔2-2〕
式中：
G——汽车重力G=mg，（N）；
f——汽车的滚动阻力系数；
α——道路坡度角（ο）。
〔3〕空气阻力
汽车行驶时的空气阻力表达公式为：
（N）（2-3）
式中：
CD——空气阻力系数；
A——迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积（m2）；
ua——汽车行驶车速（km/h）。
（4）坡道阻力
汽车行驶时的坡度阻力表达公式为：
〔N〕〔2-4〕
式中：
G——汽车重力G=mg（N）；
α——道路坡度角（ο）。
〔5〕加速阻力
汽车加速时的阻力表达式为：
〔N〕〔2-5〕
式中：
δ——汽车旋转质量换算系数，δ>1；
m——汽车质量（kg）；
du/dt——汽车行驶加速度（m/s2）。
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以与传动系的传动比有关，其计算公式如下：
（2-6）
式中：
Iw——车轮的转动惯量（kg·m2）；
If——飞轮的转动惯量（kg·m2）；
假如无法准确确定的If和∑Iw的值，按经验公式估算δ值：
〔2-7〕
式中：
δ1≈δ2=0.03～0.05，如此δ=1.04+igk2〔2-8〕
〔7〕根据以上的分析可得出汽车的行驶平衡方程式为:
〔2-9〕
即有：
〔2-10〕
以上是具体的推导过程，下面是有关数值的计算以与各特征曲线的绘制：
〔1〕最高车速是最高档驱动力的曲线和行驶阻力曲线的交点，即
〔2-11〕
对应的车速就是最高车速。
最大爬坡度为一档的驱动力减去行驶阻力与汽车车自重的比:
〔2-12〕
〔2-13〕
〔2-14〕
〔2-15〕
〔2-16〕
〔2-17〕
〔2-18〕
〔2-19〕
〔2-20〕
〔2-21〕
2.2汽车经济性的设计计算
此次计算的是汽车以90km/h行驶百公里的油耗
（2-22）
（2-23）
对于汽油发动机，。
第三章计算机动力性、经济性计算流程图
计算动力性程序中所涉与的程序流程图见3-1。
图3-1计算机动力性计算流程图
3.2计算机经济性的计算流程
计算燃油经济性时所涉与的程序的流程图见图3-2。
图3-2燃油经济性的流程图
第四章计算机编程对于动力性和经济性的程序
程序代码
说明
DimTAsDouble,i（6）AsDouble,nAsDouble,FtAsDouble,VAsDouble,fAsDouble,FFmax
（1）AsDouble,iiAsSingle,D（5）AsDouble，DimnmaxAsDouble,imaxAsDouble
PrivateSubmand1_Click（）
DimaAsSingle
Picture1.Scale（-40,9000）-（350,-500）
Picture1.Line（0,0）-（300,0）
Picture1.Line（0,0）-（0,8500）
Picture1.CurrentX=300
Picture1.CurrentY=250
Picture1.Print"v（km/h）"
Picture1.CurrentX=5
Picture1.CurrentY=8000
Picture1.Print"F（N）"
Fora=0To350Step20
Picture1.Line（a,0）-（a,50）
Picture1.CurrentX=a
Picture1.CurrentY=-100
Picture1.Printa
Nexta
Fora=500To8500Step500
Picture1.Line（0,a）-（1,a）
Picture1.CurrentX=-30
变量的定义
定义X轴与Y轴
画出坐标系
Picture1.CurrentY=a
Picture1.Printa
Nexta
i
（1）=3
i（4）=1
Fors=1To5Step1
Forn=1000To6500Step1
V=（0.377*0.34295*n）/（i（0）*i（s））
f=0.28*2.05*（V^2）/21.15+1778*9.8*0.014*（1+（V^2）/19440）
Picture1.PSet（V,f）
Picture1.PSet（V,Ft）
Nextn
Nexts
EndSub
PrivateSubmand2_Click（）
FFmax（0）=0
i
（1）=3
各挡速比与主减速比
转矩
驱动力
车速
行驶阻力
各挡速比与主减速比
i（4）=1
Fors=1To5Step1
Forn=1000To6500Step1
V=（0.377*0.34295*n）/（i（0）*i（s））
f=0.28*2.05*（V^2）/21.15+1778*9.8*0.014*（1+（V^2）/19440）
IfFt-f<=1AndFt-f>0Then
Text2.Text=Int（V）
EndIf
NextnNexts
Forn=1000To6500Step1
V=（0.377*0.34295*n）/（i（0）*i
（1））
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