127汽车经济性计算

序号：1-27 汽车理论课程设计说明书

题目：汽车经济性计算

班级：车辆0901

姓名：叶成荫

学号：0911021027

序号：1-27

指导教师：李旭

目录

1.题目要求 (1)

2.计算步骤 (1)

3.结论 (6)

4.心得体会 (7)

5.参考资料 (7)

1.题目要求

确定一轻型货车的经济性能（4挡）：

1）

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在水平路面上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）。经济性计算时，取汽油密度0.742g/mL ，柴油密度0.830g/mL 。

2）

轻型货车的有关数据：

汽油发动机使用外特性的n -T q 曲线的拟合公式为

4321000

8445310008744010004416510002729531319)n

(.)n (.)n (.)-n (

..-T q -++= 式中，c q T 为发动机转矩（Nm ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速min 600m in r/n =，最高转速min 4000m ax r/n = 总质量 3880k g =m 车轮半径 0.367m =r 传动系机械效率 0.85=T η 飞轮的转动惯量 2.0=f I

两前轮转动惯量 21m *1.798k

g =w I 四后轮转动惯量 21m *kg 798.1=w I 滚动阻力系数 f=0.012； 空气阻力系数⨯迎风面积 2.4=A C D ； 主减速器传动比 I 0=5.26 变速器传动比 g i （数据见下表1）

表1 Ⅰ挡

Ⅱ挡 Ⅲ挡 Ⅳ挡 四挡变速器 6.09

3.09

1.71

1.00

2. 计算步骤

1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制e e n P -和e tq -n T 曲线, 在MAPLE 里获取发动机使用外特性曲线如图 1所示：

图1 发动机使用外特性曲线图

2）绘制功率平衡图： 根据公式 0

377

0i i n

r .u g a ⨯⨯= t w f z )/ηP (P P += /GfU P a f 3600= 761403

/AU C P a d w =。在MAPLE 里获取功率平衡图，如图2所示

图2 汽车功率平衡图

3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图：

发动机的负荷率由公式e T w f /P )/ηP (P N +=求得，则在MAPLE 里获取汽车等速行

T

Pe

(km/h)

一档

二档

三档

四档

阻功率 最高车速102Km/h

驶时发动机负荷率图如图3所示。

图3 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在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b 图： 汽车等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率

4

43

32

210e e e e P B P B P B P B B b ++++=,则在MAPLE 里获取的发动机的燃油消耗率b

图，见图4。

图4汽车最高挡和次高档等速在水平路面上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:

由等速百公里油耗g)U .b/(P Q a e 021=,在MAPLE 里获取最高挡和次高档等速百公

四档

二档

一档

三档

U (km/h) (km/h)

b

N

里油耗曲线如图5。

图5 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:

图 6

表 2

U (km/h)

Q

等速行驶时使用

g ua 102s b 1⨯⨯⨯⨯⨯=

ρPe Q

加速行驶时使用

⎰

⨯⨯⨯⨯=21

1.3672u u du

a g b

Pe Q ρ计算

根据编写的程序可得 = Qs 21.98221587L/100km

7) 列表3、4分别表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值：：

表3

最高挡

车速(km/h) 参数

20

30

40

50

60

70

80

90

发动机实际发出转矩（Nm ） 44.879 50.255 57.781 67.458 79.285 93.262 109.38 127.66

F t （N ） 546.75 612.24 703.93 821.81 965.89 1136.1 1332.6 1555.3 F f (N) 494.31 494.31 494.31 494.31 494.31 494.31 494.31 494.31 F w (N) 52.387 117.87 209.55 327.42 471.48 641.74 838.20 1060.8 F w + F f (N) 546.69 612.18 703.86 821.73 965.80 1136.0 1332.5 1555.1 发动机负荷率(%)

35.554 32.137 33.930 38.610 45.452 54.118 64.594 77.604

燃油消耗率b(g/kW.h) 512.39 450.87 399.71 358.92 328.50 308.45 298.76 299.44

发动机实际发出功率（kW ）

3.573 6.001 9.200 13.427 18.937 25.988 3

4.837 4

5.740

百公里燃油消耗量Qs （L/100km ）

12.095 11.918 12.148 12.735 13.699 15.130 17.189 20.107