1_32汽车经济性计算说明书

序号：01-02 汽车理论课程设计说明书
题目：汽车经济性计算
班级：车辆1101班
姓名：张辉
学号：1111021002
序号：1-02
指导教师：苗立东
目录
一.题目要求 (1)
二.计算步骤 (1)
1 功率外特性和转矩外特性曲线图 (1)
2 驱动力行驶阻力平衡图和功率平衡图 (2)
3 汽车等速行驶时发动机负荷率图 (4)
4 汽车最高档和次高档等速行驶时发动机燃油消耗率曲线..6
5 最高档和次高档等速百公里油耗曲线 (7)
6 求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗 (6)
7 最高挡和次高挡等速行驶，20整数倍车速的参数值表 (8)
三.总体评价 (9)
四.心得体会 (9)
五.参考资料 (10)
1
一.题目要求
1） 根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线； 2） 绘制驱动力与行驶阻力和功率平衡图； 3） 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图；
4） 绘制汽车最高挡和次高档等速行驶时发动机的燃油消耗率b ； 5） 绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；
6） 求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗；
7） 列表表示最高挡和次高挡等速行驶时，在20整数倍车速的参数值（将无意义的部分删
除）；
8） 对经济性进行总体评价；
二．计算步骤
1
由发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转
矩外特性曲线；
由所给发动机使用外特性曲线拟合公式:
234
19.313295.27165.4440.874 3.84451000100010001000
tq
n
n n n T
=-+⨯
-⨯+⨯-⨯⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝
⎭
⎝
⎭
⎝
⎭
9550n
Ttq Pe ⨯=
由MA TLAB 软件作图，拟合在同一坐标系可得功率和转矩外特性曲线，如图1所示：
500
10001500
20002500
300035004000
020406080100120
140160
180n/(r/min)
P e /k w T /(N m )
图1 发动机外特性中的功率和转矩曲线
2功率平衡图；
由车速与发动机转速可得车速：
()
0.377a g
n r
U i i ⨯⨯=
⨯
输出扭矩关于车速的函数和发动机各档位的外特性功率表达式为：
()
tq
tq a U T
T =
P e =T tq n/ 9550 ()e
e
a
U P P =
以上各式：
P e 表示发动机的外特性功率，单位kw ，f
w
P P P
=+表示汽车实际发出功
率，单位Kw ，G 表示汽车满载整车重量，单位N ，
a
U
表示车速，单位km/h 。

利用matlab 软件，画出功率平衡图的五个图形，如图2：
20
40
6080
100
0102030405060
708090
100汽车功率平衡图
ua(km/h)
P e (k w )
图2汽车等速行驶时发动机的功率平衡图
发动机的提供的驱动力：
0t q g
T
t T i i F r
=
η
F t=F f+F w
驱动力—行驶阻力图如图3
02040
60
80100120
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
驱动力-行驶阻力平衡图
ua(km/h)
图3.驱动力—行驶阻力平衡图
3负荷率图；
等速行驶时，汽车主要克服空气阻力和道路滚动阻力，负荷率的值为发出功率与汽车在对应车速下的外特性功率之比。

可得负荷率：Ft
Fw
Ff U +=
由MA TLAB 可得在各档位对应转速范围下，负荷率，去点不实际的点可得如图，图中由下到上依次为1、2、3、4档；
4汽车最高挡和次高档等速行驶时发动机的燃油消耗率曲线；
首先，求发动机实际输出的功率；
取八组转速，对应最高档和次高档得相应16组车速，如表1所示：
再由汽车实际发出的功率：
可得对应于每个档位每个转速的共十六组功率，如表2所示：
可得对应于每组转速和功率由拟合公式可得16组b 值： 燃油消耗率拟合公式：
2
3
4
01234e b e e e
B B P B B B P P P =+⨯+⨯+⨯+⨯
利用MATLAB ，可得燃油消耗率图，如图5所示：
图5. 最高档和次高档燃油消耗率曲线
5最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；
等速百公里油耗公式：
()1.02e
s
a
b g
P Q U
ρ⨯=
⨯⨯⨯
与燃油消耗率你和公式：
234
01234e b e e e
B B P B B B P P P =+⨯+⨯+⨯+⨯
利用题目要求（4）中的十六组功率，利用MA TLAB 作的两条线图，如图所示：
图6. 最高挡和次高档等速百公里油耗曲线
6求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗；
由相关标准可得GB/T 12545.2-2001标准实验的车速-路程坐标图，如图7所示；
1) 工况1，工况3，工况5，匀速行驶；
可得等速驶过s （m ）行程的燃油消耗量（mL ）为：
()1.02a
b s g
P Q U ρ⨯⨯=
⨯⨯⨯
由燃油消耗消耗率曲线和汽车的速度用插值法，可得工况1，工况3，工
况5速度Ua=40/h 、50m/h 、60m/h 时，
可得一个循环内燃油消耗量分别为：Qt1=16.6230ml Qt3=16.5083ml ，Qt5=17.5590ml
2）工况2和工况4，匀加速阶段；
匀加速行驶工况可采用单位时间内的燃油消耗量公式：
()
367.1t
b
g P Q ρ⨯=⨯⨯
公式中：M 表示货车整车满载质量，a 表示加速度；
对于工况2，发动机转速由40km/h 到50km/h, b 取得35。

对于工况4，发动机转速由50km/h 加速到60km/h ；b 取50km/h 对应的b 值代入拟合公式然后每隔1km/h 取一个速度。

利用课本P48页的累加公式Qn1=48.3305ml;Qn2=276.7425ml;
3）工况6，减速工况；
减速时，汽车节气门关闭，发动机处于怠速状态，油耗按怠速油耗计算： 怠速油耗：Q id =0.299ml ； 可得怠速阶段油耗量：Q 6=Q id *21.5=6.4285ml
可得GB/T 12545.2-2001六工况循环百公里油耗量：Q=28.310L;
7最高挡等速行驶，20整数倍车速的参数值表
三．总体评价
1汽车等速百公里油耗s Q：
等速百公里油耗指汽车一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。

由等速百公里油耗曲线大体可的，档位不变情况下，随着车速的增加，等速百公里油耗量增加，在中低车速时，油耗量随车速变化不大，高速时，随车速增大等速百公里油耗量急剧增大。

此轻型货车循环工况（GB/T12545.2-2001）耗油量为12.771，在最高档，中低速时，根据（GB/T12545.2-2001）等速百公里耗油量在10—15L之间变化，所以具有较好的燃油经济性，满足经济要求。

车速大于100km/h时，百公里油耗量增大加多不利于燃油的经济性。

2循环六工况油耗Q：
循环工况，能较好的反映汽车在频繁停车、启动、加速时百公里油耗量，能够较好的反映汽车实际运行的燃油经济型。

此货车循环六工况（GB/T 12545.2-2001）耗油量为内102.360ml;同种车型经济性要求标准。

四.心得体会
这次的课程设计既是对我们专业课程知识综合应用的实践训练，也让我们更加体到了团队合作的重要性。

之前对MATLAB软件接触的很少，所以刚开始几乎摸不着头绪。

只有大家相互交流，相互学习，才能更好地完成任务。

几年来学的课程知识，实践中却不会用，让我感到实践的重要性，实践与理论知识学习的不同。

理论知识重在知识点的掌握，而实践更注重综合能力，以后更应该努力加强自己的动手操作能力。

这个软件会在以后的工作中有要求，掌握它非常有必要。

也让我深深感受到了它的强大，以及学好这个软件的重要性。

主要的还是认真，认真再认真。

同时，我也希望学校能多给予我们学习MATLAB软件的机会，给予我们更多的实践机会，让我们的理论知识更好地和实践相结合。

也为将来踏入社会进入公司做好准备。

五.参考资料
［1］余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，1989.。