太原科技大学交通运输课程设计说明书 3.docx
《太原科技大学交通运输课程设计说明书 3.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太原科技大学交通运输课程设计说明书 3.docx（57页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
太原科技大学交通运输课程设计说明书3
太原科技大学
TaiyuanUniversityofScienceandTechnology
课程设计说明书
设计题目：
汽车动力性与经济性分析
学院：
交通与物流学院
班 级：
交通运输
设计人：
XXX
学号：
指导老师：
时间：
2013年12月30日至2014年01月10日
1.车辆参数...........................................................2
1.1车型二...........................................................2
1.2车型四............................................................3
2.车型二动力性能计算...................................................4
2.1发动机外特性功率与转矩曲线........................................6
2.2驱动力--行驶阻力平衡图............................................6
2.3最高车速Ｕamax....................................................8
2.4汽车加速度和加速度倒数图.........................................9
2.5加速时间t.......................................................13
2.6汽车爬坡度.......................................................13
2.7汽车动力特性图..................................................14
2.8汽车百公里耗油曲线图.............................................17
2.9综合分析.........................................................19
3.车型四动力性能计算..................................................20
3.1发动机外特性功率与转矩曲线.......................................20
3.2驱动力-行驶阻力平衡图............................................23
3.3最高车速Ｕamax...................................................26
3.4汽车加速度和加速度倒数图.........................................27
3.5加速时间.........................................................30
3.6汽车爬坡度.......................................................31
3.7汽车动力特性图．..................................................32
3.8汽车百公里油耗曲线图.............................................34
3.9综合分析.........................................................35
4.心得体会..............................................................37
5.参考文献..............................................................37
一．车辆参数
车型二：
黄河JN1181载货汽车
一、发动机X6130（附表一）
Nmax=154.5kw（相应转速2100r/min）
Mmax=784N.m（相应转速1300r/min）
二、整车参数：
1.尺寸参数：
全长L=7920mm，全宽B=2500mm，全高H=2910mm，轴距L1=4300mm,前轮距B1=1972mm，后轮距B2=1824mm.
2.重量参数（附表二）
3.性能参数：
变速箱传动比i1=7.034,i2=4.594,i3=2.638,i4=1.554,i5=1,i倒=5.968。
主减速器比io=5.196。
车轮：
11.00-20。
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=0.78X宽X高；
最大速度：
Vmax=80km/h；
最大爬坡度：
25%；
传动系效率：
η=0.9
表二：
重量参数
空载
满载
车重（kg）
7000
17260
前桥（kg）
4000
5860
后桥（kg）
3000
11400
车型四：
SATANA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3000r/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io=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
表一：
发动机参数
转速n
（r/min）
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
耗油率b（g/（kw.h））
263
261
253
250
253
255
263
270
表二：
重量参数
空载
满载
车重（kg）
1248
1623
前桥（kg）
763
1091.5
后桥（kg）
487
1353.5
二、车型二动力性能计算
2.1发动机外特性功率与转矩曲线
取发动机参数如表2.1所示：
转速n
（r/min）
1000
1200
1300
1500
1700
2100
耗油率b（g/（kw.h））
219.5
216.5
214.2
217.5
220.9
231.1
表2.1发动机参数
根据发动机转矩经验公式得到相应转速下的转矩和功率如表2-1-2所示：
表2.2对应转速下的转矩和功率
转速n（r/min）
1000
1200
1300
1500
1700
2100
转矩Ttq（N.m）
772.55
78.73
784
778.91
763.65
702.61
功率Pe（Kw）
80.89
98.35
106.72
122.34
135.94
154.50
用c语言编程，得到发动机的外特性曲线如下：
doubleTq（doublen）
{
doublet=n/1000;
return328.5987+63.5247*t-22.8209*pow（t,2）+0.0975*pow（t,3）-0.0211*pow（t,4）+0.0018*pow（t,5）;
}
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
doublen,Pe,Ua,TQ;
intx,y;//x轴的绘图坐标值等于Ua*5，y轴的绘图坐标值是Ft/100;
inti;
intt;//画刻度用
//绘图坐标占据空间是500*500像素
pDC->MoveTo（40,500）;pDC->LineTo（500,500）;//x轴
pDC->MoveTo（40,500）;pDC->LineTo（40,100）;//y1轴
pDC->MoveTo（500,500）;pDC->LineTo（500,100）;//y2轴
//箭头
pDC->TextOut（50,90,"Pe/kw"）;
pDC->MoveTo（40,100）;pDC->LineTo（36,110）;//y1轴箭头左半部分
pDC->MoveTo（40,100）;pDC->LineTo（44,110）;//y1轴箭头右半部分
pDC->TextOut（500,90,"Ttq/（N.m）"）;
pDC->MoveTo（500,100）;pDC->LineTo（496,110）;//y2轴箭头左半部分
pDC->MoveTo（500,100）;pDC->LineTo（504,110）;//y2轴箭头右半部分
pDC->TextOut（400,510,"n/（r/min）"）;
//画y1轴刻度
t=20;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"10"）;
t=40;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"20"）;
t=60;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"30"）;
t=80;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"40"）;
t=100;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"50"）;
t=120;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"60"）;
t=140;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"70"）;
t=160;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"80"）;
t=180;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"90"）;
t=200;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"100"）
//画y2轴的刻度
t=50;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"100"）;
t=100;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"150"）;
t=150;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"200"）;
t=200;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"250"）;
t=250;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"300"）;
t=300;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"350"）;
t=350;pDC->MoveTo（500,500-t）;pDC->LineTo（500-7,500-t）;pDC->TextOut（510,492-t,"400"）;
for（n=600;n<=3500;n++）
{
TQ=Tq（n）;
Pe=TQ*n/9550;
if（n==600）
pDC->MoveTo（40+n/10,500-Pe*2）;
else
pDC->LineTo（40+n/10,500-Pe*2）;
}
for（n=600;n<=3500;n++）
{
TQ=Tq（n）;
if（n==600）
pDC->MoveTo（40+n/10,500-TQ/1.1）;
else
pDC->LineTo（40+n/10,500-TQ/1.1）;
}
//作标志线
pDC->TextOut（300,280,"功率Pe"）;
pDC->TextOut（200,120,"转矩Ttq"）;
图2.1发动机外特性中的功率和转矩曲线
2.2驱动力-行驶阻力平衡图
1）汽车的驱动力（单位为N）为：
Ft=ηt（2-1）
其中车速ua（km/h）与发动机转速n（r/min）之间的关系为
Ua=0.377（2-2）
代入数据,解得结果如表2.3所示：
2.3转速与车速及驱动力的关系
序号
一档
二档
三档
Ft
Ft
Ft
1
5.47
47947.37
8.37
31315.31
14.58
17981.97
2
6.56
48579.18
10.04
31727.96
17.49
18218.82
3
7.11
48568
10.88
31779.44
18.95
18248.38
4
8.21
48342.1
12.56
31573.12
21.87
18129.91
5
9.30
47395
14.23
30954.55
24.79
17774.72
6
11.49
43606.63
17.58
28480.3
30.62
16353.95
序号
四档
五档
Ft
Ft
1
24.70
10592.86
38.5
6816.51
2
29.64
10732.48
46.15
6906.34
3
32.11
10749.89
50.05
6917.55
4
37.05
10680.10
57.75
6872.63
5
41.95
10470.10
65.45
6737.99
6
51.87
9633.91
80.85
6199.41
2）汽车在良好路面上行驶时经常遇到的滚动阻力Ff和空气阻力Fw为
Ff+Fw=Gf+（2-3）
其中取g=9.8，G=92561，f=0.03，Cd=0.8，A=4.7046，结果如表2.4所示。
表2.4转速与行驶阻力的关系
10
30
50
70
80
+
5199.5
5371.5
5715.5
6231.5
6554
3）代入以上数据用计算机绘制驱动力-行驶阻力平衡图
ig=[7.0344.5942.6381.5541];
>>fori=1:
5
n=600:
10:
3000;
t=314.7799+55.6405.*n./1000-23.4432.*（n./1000）.^2+1.6852.*（n./1000）.^3;
ua=0.377*0.504.*n./ig（i）./6.33;
ft=t.*ig（i）.*6.33*0.9./0.504;
str=['r','m','b','c','y'];
plot（ua,ft,str（i））;
gridon
holdon;
end
>>ua=0:
1:
100;
f=2787+0.23.*ua.^2;
plot（ua,f,'g-'）
>>xlabel（'速度（Km/h）'）,ylabel（'驱动力（N/m）'）
title（'驱动力——行驶阻力平衡图'）
图2.2汽车驱动力-行驶阻力平衡图
2.3确定最高车速
图2.2是车型一驱动力---行驶阻力平衡图。
由上图可以清晰的看出不同车速的时候驱动力和行驶阻力之间的关系。
汽车以最高档行驶时的最高车速，可以直接由Ft6与F的交点取得。
因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态。
用c语言编程，求出最高车速.
#include
intmain（）
{
longdoublen，x,y,a,b=1.0,c=6.33,d=0.9,e,t;
for（n=0.01;n<=10000.0L;n+=0.01）
{
t=n/1000,
a=328.5987+63.5247*pow（t,1）-22.8209*pow（t,2）+0.0975*pow（t,3）-
0.0211*pow（t,4）+0.0018*pow（t,5）;
x=a*b*c*d/0.493;
e=0.377*0.493*n/6.33;
y=0.03*92561+0.8*4.7046*e*e/21.15;
if（（x-y）<=0.001）
break;
}
printf（"转速n=%Lf，最高车速e=%Lf\n",n,e）;
return0;
}
运行结果
转速n=6200.6900,最高车速Umax=71.46km/h
2.4汽车加速度和加速度倒数图
查课本图1-21,得出汽车旋转质量换算系数δ的值为δ=[1.261.131.071.041.02].
2.4.1用c语言编程，得到汽车的加速度曲线图
doubleTq（doublen）
{
doublet=n/1000;
return328.5987+63.5247*t-22.8209*pow（t,2）+0.0975*pow（t,3）-0.0211*pow（t,4）+0.0018*pow（t,5）;
}
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
doublen=1000,Ig,Kg,Ft,Ua,a,TQ;
intx,y;//x轴的绘图坐标值等于Ua*5，y轴的绘图坐标值是a/95;
inti,j;
intt;//画刻度用
doubleIG[6]={7.64,4.835,2.856,1.895,1.377,1.0};
doubleKG[6]={1.41,1.21,1.09,1.06,1.04,1.03};
//绘图坐标占据空间是560*500像素
pDC->MoveTo（40,500）;pDC->LineTo（560,500）;//x轴
pDC->MoveTo（40,500）;pDC->LineTo（40,100）;//y轴
//画x轴刻度
pDC->TextOut（40,505,"0"）;
t=50;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"10"）;
t=100;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"20"）;
t=150;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"30"）;
t=200;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"40"）;
t=250;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"50"）;
t=300;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"60"）;
t=350;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"70"）;
t=400;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"80"）;
t=450;pDC->MoveTo（40+t,500）;pDC->LineTo（40+t,500-7）;pDC->TextOut（35+t,505,"90"）;
//画y轴的刻度
t=50;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"0.5"）;
t=100;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"1"）;
t=150;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"1.5"）;
t=200;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"2"）;
t=250;pDC->MoveTo（40,500-t）;pDC->LineTo（40+7,500-t）;pDC->TextOut（0,492-t,"2.5"）;
//箭头
pDC->MoveTo（40,100）;pDC->LineTo（36,110）;//y轴箭头左半部分
pDC->MoveTo（40,100）;pDC->LineTo（44,110）;//y轴箭头右半部分
pDC->TextOut（50,90,"a"）;
pDC->MoveTo（560,500）;pDC->LineTo（550,496）;//x轴箭头左半部分
pDC->MoveTo（
升级会员 