风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ汽车运用课程设计

课程设计说明书
题 目：风神蓝鸟EQ7200-Ⅱ汽车动力性、经济性
设计计算
学生姓名：何志国 学 院：能源与动力工程学院 班 级：交通运输10-1班 学 号：201020302019 指导教师：张慧杰 （讲师）
2013 年 12月 18 日
学校代码： 10128 学 号： 201020302019
内蒙古工业大学课程设计任务书
课程名称：汽车运用工程学院：能源与动力工程学院班级：交通运输10-1 班
学生姓名：何志国 _ 学号： 201020302019 指导教师：张慧杰
一、题目
风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ汽车动力性、经济性设计计算
二、目的和意义
汽车运用工程课程是交通运输本科专业的一门主干课程。

而汽车动力性、经济性又是汽车运用工程课程最基本、最重要的内容之一。

通过应用计算机辅助计算，使学生全面掌握汽车动力性、经济性设计计算。

从而培养学生通过查阅文献资料，独立分析、独立思考，熟练使用计算机高级语言完成设计、计算的能力，从而达到综合训练的目的。

三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等）
1．原始数据、技术参数：
通过查阅汽车工程手册及其他文献自选参数：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比、飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度等。

2．设计要求、工作量要求：
⑴汽车动力性设计计算
①绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；②求汽车的最高车速、最大爬坡度；③绘制加速度倒数曲线；④绘制汽车动力因数特性曲线；⑤绘制Ⅱ档起步，由低速加速至高速的车速－时间曲线。

⑵汽车使用经济性设计计算
完成等速百公里油耗的计算和分析。

撰写课程设计说明书一份，主要说明该课程设计计算的思想、方法、解决问题步骤、结果分析等。

提出对该课程建议和意见。

四、工作内容、进度安排
第一周：明确本课程设计的目的和要求，查阅参考资料；确定设计方案及计算方法。

第二周：在熟悉计算过程的基础上，通过手算完成动力性、经济性计算工作，并撰写课程设计说明书。

注意：每条曲线至少6个点。

五、主要参考文献
[1]高延龄.汽车运用工程.北京.人民交通出版社.第三版.
[2]陈家瑞.汽车发动机构造及原理. 北京.机械工业出版社.第三版.
[3]余志生.汽车理论.北京. 机械工业出版社. 第三版.
[4]余志生.汽车工程手册.人民交通出版社
审核意见
系（教研室）主任（签字）高志鹰
指导教师下达时间 2012 年 12 月 20 日
指导教师签字：_______________
摘要
随着中国汽车产能的不断壮大，各国车企越来越看重中国市场，纷纷加大在华投入新车型的力度，因此，消费者可选择的车型也越来越多了。

动力性和燃油经济性作为衡量一辆汽车性能的两个很重要的指标，对其的设计计算是进行汽车设计和性能研究的一种有效手段。

它可以代替大量的整车道路试验，在产品的设计阶段就能对汽车的动力性、燃油经济性进行预测具有速度快、精度高、时间省等优点可以大大缩短研制过程和费用。

本文主要针对风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ，并对风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ的动力性和燃料经济性进行计算，而且提出了动力性和燃料经济性指标的数值计算方法并对其各参数和指标进行了设计计算及简单分析，并且绘制了评价汽车动力性的驱动力—行驶阻力平衡图、汽车动力因数特性曲线图、加速度倒曲线（各档）、二档起步加速的车速—时间曲线，评价汽车燃油经济性的等速百公里油耗曲线等。

阐述了汽车的各参数对汽车动力性和燃料经济性的影响。

关键词：动力性；燃油经济性；设计计算
Abstract
With the growing Chinese car capacity, car companies from all over the world more and more attention to the Chinese market, increasing input of new models in China, therefore, more and more consumers can choose models also. Power performance and fuel economy as a measure of the performance of a car two important indexes, the vehicle design and performance of work on design and calculation is an effective means. It can replace a large number of vehicle road test, in the design stage of the product is able to predict automobile power performance and fuel economy of high speed and precision, time saving benefits can greatly shorten the development process and cost. Besides using automobile power system simulation technology can be more in-depth research of the influence of various parameters on the dynamic performance and fuel economy and can be used for different conditions using the basic principle of the optimization design for automobile power system the most reasonable scheme.
This article mainly aims at fengshen bluebird EQ7200 - Ⅱ, the various parameters and index were simple analysis and design calculation, this paper expounds the cars of various parameters on the effect of automobile power performance and fuel economy.
Key words: dynamic; Fuel economy;Design calculation
目录
第一章汽车原始数据、技术参数 (1)
1.1风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ汽车技术参数表 (1)
1.2发动机外特性曲线图 (1)
第二章轿车动力性的分析计算 (1)
2.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图 (1)
2.1 最高车速与最大爬坡度的计算 (4)
2.1绘制汽车动力因数特性曲线图 (5)
2.1绘制加速度倒数曲线各档 (6)
2.1绘制二档起步加速的车速-时间曲线 (7)
第三章汽车经济性的计算 (9)
参考文献…………………………………………………………………………………….错误！未定义书签。

计算及说明结果第一章汽车原始数据、技术参数
1.1风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ汽车技术参数表
总质量（M）轴距(L)
车轮半径
(r)
传动系效
率(ηt)
滚动阻力
系数(f)
空气阻力
系数(C d)
迎风面积
(A)
1570 kg 2.620 m 0.34295m 0.95 0.014 0.30 2.7m2
整备质量主减速器
速比(i0)
一档速比
（ig1）
二档速比
（ig2）
三档速比
（ig3）
四档速比
（ig4）
五档速比
（ig5）
1245kg 4.17 3.40 1.96 1.27 1 0.75
装载质量质心至前
轴距离(a)
质心高度
(h g)
飞轮转动
惯量I f
前轮转动
惯量Iw1
后轮转动
惯量Iw2
325 kg 1.463 m 0.58 m0.20kgm2 2.0kgm2 2.O kgm2 1.2发动机外特性曲线图
图1-1风神蓝鸟EQ7200—Ⅱ发动机EQ486外特性曲线图原始数据
计算及说明
结果
第二章 轿车动力性的分析计算
2.1汽车动力性的计算
2.1.1绘制驱动力-行驶阻力平衡图
（1）变速器下各档的速度转换
377
.0i i n r u gi e ai ⨯⨯= （1）
其中：r 为车轮滚动半径，m;
e
n 为发动机转速，r/min ；
i 为主减速速比；
gi
i 为变速箱各档速比，)...2,1(p i i =，p 为档位数；
在发动机外特性（转矩-转速）曲线上选取8个点，在根据公式算出各档驱动轮的对应的转速。

见表2.1
计算及说明
结果
（2）各档转矩与牵引力的转换
汽车的牵引力：
t
gi tq ti r
i i T F η⨯⨯⨯=
（2）
其中：tq
T 为对应不同转速下发动机输出使用扭矩，N •m ；
t η为传动效率。

在发动机外特性（转矩-转速）曲线上选取9个点，将对应的转矩值代入公式算出各档驱动轮的对应的驱动力。

见表2-1, （3）汽车的空气阻力与滚动阻力之和
15.212
a
d w u A C F ⨯⨯=
（3） 其中：F W 为空气阻力；
d C 为空气阻力系数；A 为汽车迎风面积（m 2）。

f
G F f ⨯=
其中：G ＝mg 为满载汽车总重(N)； f 为滚动阻力系数；
汽车的行驶阻力之和F r 为：
w f r F F F +=
各挡行驶阻力与车速的关系，见表2-2
计算及说明结果（4）基本数据
表 2-1 各档驱动力速度的计算
T tq n e1挡
F t 1挡
u a
2挡
F t
2挡
u a
3挡
F t
3挡
u a
4挡
F t
4挡
u a
5挡
F t
5挡
u a
160 1500 5278.4 15.4 3378.2 24.1 2252.1 36.2 1759.5 46.3 1319.6 61.7 176 **** ****.2 20.6 3716.0 32.1 2477.3 48.2 1935.4 61.7 1451.6 82.3 188 **** ****.1 25.7 3969.3 40.2 2646.2 60.3 2067.4 77.1 1550.5 102.8 200 3000 6598.0 30.9 4222.7 48.2 2815.1 72.3 2199.3 92.6 1649.5 123.4 208 3500 6861.9 36.0 4391.6 56.2 2927.7 84.4 2287.3 108.0 1715.5 144.0 212 4000 6993.8 41.1 4476.1 64.3 2984.0 96.4 2331.3 123.4 1748.5 164.6 210 4500 6927.9 46.3 4433.8 72.3 2955.9 108.5 2309.3 138.8 1732.0 185.1 208 5000 6861.9 51.4 4391.6 80.4 2927.7 120.5 2287.3 154.3 1715.5 205.7 204 5500 6729.9 56.6 4307.1 88.4 2871.4 132.6 2243.3 169.7 1682.5 226.3 表 2-2 各档行驶阻力—速度的计算
T tq n e1挡
F r 1挡
u a
2挡
F r
2档
u a
3挡
F r
3挡
u a
4挡
F r
4挡
u a
5挡
F r
5挡
u a
160 1500 251.8 15.4 265.7 24.1 295.1 36.2 328.8 46.3 396.2 61.7 176 2000 259.3 20.6 284.0 32.1 336.2 48.2 396.2 61.7 516.1 82.3 188 2500 268.9 25.7 307.5 40.2 389.1 60.3 482.9 77.1 670.1 102.8 200 3000 280.7 30.9 336.2 48.2 453.7 72.3 588.8 92.6 858.4 123.4 208 3500 294.6 36.0 370.2 56.2 530.1 84.4 714.0 108.0 1081.0 144.0 212 4000 310.6 41.1 409.3 64.3 618.3 96.4 858.4 123.4 1337.8 164.6 210 4500 328.8 46.3 453.7 72.3 718.2 108.5 1022.1 138.8 1628.8 185.1 208 5000 349.1 51.4 503.4 80.4 829.9 120.5 1205.1 154.3 1954.0 205.7 204 5500 371.6 56.6 558.2 88.4 953.3 132.6 1407.3 169.7 2313.5 226.3 各档驱动力、行驶阻力、速度的计算，结果见表2-1，表2-2
计算及说明
结果
（5）汽车驱动力-行驶阻力平衡图
01000
2000300040005000
600070000
50
100150
200
u a (km/h)
F t ,F r (N )
1挡2挡3挡4挡5挡Ft+Fw
图2-1 汽车驱动力-行驶阻力平衡图
2.1.2 最高车速与最大爬坡度的计算
（1）最高车速计算
最高车速是指汽车在平直、良好道路上所能达到的平均最高行驶车速。

a 理论最高车速计算
只有当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速才达到最高。

根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程可得
r t F F =.
n
P T tq m ax
9550⨯=
t gi tq ti r
i i T F η⨯⨯⨯=
w f r F F F +==
15
.212
max
a d u A C ⨯⨯+ f G ⨯
计算及说明
结果
x ama u =
A
C f G r
i i T d t g tq ⨯⨯-⨯⨯⨯⨯)
(
15.210
5η （4）
带入原始数据到公式（4）可求得x ama u =194km/h 。

这个即为理论最高车速。

b 实际最高车速
由汽车驱动力-阻力平衡图可知，当五档的驱动力曲线与阻力曲线相交时对应横坐标的车速即为汽车的实际最高车速为190km/h 。

（2）最大爬坡度
汽车最大爬坡度是指汽车在良好路面克服（F f +F W ）后剩余全部动力用来克服坡度阻力时所能爬上的最大坡度i max 。

F i =Gsinаmax =F t -(F f +F w )
аmax = sin -1
（Ft-(F f +F W )）/G （5）
由驱动力-行驶阻力平衡图可得 , Ft-(F f +F w )=6683.2N ， 代入公式（5）可算得аmax =0.397rad
i max =t anаmax =41.8 %
u amax =190km/h
аmax =0.397
rad
i max =41.8%
计算过程计算结果2.1.3 绘制汽车动力因数特性曲线图
（1）动力因素的计算
a w
a
ti
a
i G F
u
F
u
D -
=
) (
)
(
（6）
在发动机外特性曲线上选取7个点，计算对应的驱动力与空气阻力，然后根据公式（6）算出各档对应的动力因素点。

数据见表2-3所示。

（2）滚动阻力系数的确定
f=f0(1+u ai/19440) （7）
取f
=0.014据公式（7）算出对应车速下的滚动阻力系数，数据见表2-3所示。

（3）基本数据表
表2-3 计算动力因素基本数据表
n e2000 2500 3000 3750 4000 4500 5000 G 17297
F w 1档17.1 26.7 38.5 52.4 68.5 86.7 107 2档41.8 65.3 94 128 167.2 211.6 261.2 3档94 146.9 211.6 288 376.1 476.1 587.7 4档154.1 240.7 346.7 471.8 616.3 780 962.9 5档273.9 428 616.3 838.8 1095.6 1386.6 1711.9
F t 1档5806.2 6202.1 6598 6861.9 6993.8 6927.9 6861.9 2档3716 3969.3 4222.7 4391.6 4476.1 4433.8 4391.6 3档2477.3 2646.2 2815.1 2927.7 2984 2955.9 2927.7 4档1935.4 2067.4 2199.3 2287.3 2331.3 2309.3 2287.3 5档1451.6 1550.5 1649.5 1715.5 1748.5 1732 1715.5
D 1档0.335 0.357 0.379 0.394 0.400 0.396 0.391
2档0.212 0.226 0.239 0.246 0.249 0.244 0.239
3档0.138 0.144 0.151 0.153 0.151 0.143 0.135
4档0.103 0.106 0.107 0.105 0.099 0.088 0.077
5档0.068 0.065 0.060 0.051 0.038 0.020 0.000
计算动力
因素基本
数据，见
表2-3
计算及说明
结果
（4）汽车动力因素特性曲线
动力因素特性曲线0.00
0.05
0.100.15
0.20
0.250.30
0.35
0.400.45
050100150200u a (km/h)D
图2-2 汽车动力因素特性曲线
2.1.4 绘制加速度倒数曲线各档 （1）各档汽车旋转质量换算系数δ的确定 )
(1122
022t i g f w r i i I r I m ηδ⨯⨯++=∑课本38页
其中:I w 为车轮转动惯量（I W =1.6+1.6=3.2）； I f 飞轮的转动惯量（I f =0.16）
将数据代入公式可得δ1=1.1387；δ2=1.0740；δ3=1.0491；δ4=1.0413；δ5=1.0360
（2）各档加速度的确定
)()(f D g
m F u F a i i
q r a ti i -=-=δδ 其中Di-f 汽车动力因素特性曲线中选取7个点读出，在将各档的δ
代入求得对应的加速度。

见表2-4所示 （3）各档加速度倒数的确定
将上面求得的各个档位的加速度求倒数，就能得到相应的数值。

见表2-4所示
δ1=1.1387
；δ2=1.0740
；
δ3=1.0491；
δ4=1.0413；δ5=1.0360
计算及说明
结果
（4）基本数据表
表2-4 计算加速度倒数基本数据表
n e
2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 D
1档 0.335 0.357 0.379 0.394 0.400 0.396 0.391 2档
0.212 0.226 0.239 0.246 0.249 0.244 0.239 3档 0.138 0.144 0.151 0.153 0.151 0.143 0.135 4档 0.103 0.106 0.107 0.105 0.099 0.088 0.077 5档 0.068 0.065 0.060 0.051 0.038 0.020 0.000 a
1档 2.760 2.952 3.143 3.268 3.325 3.283 3.240 2档
1.811 1.932
2.050 2.121 2.145 2.100 2.051 3档 1.156 1.219 1.275 1.295 1.278 1.208 1.133 4档 0.837 0.862 0.876 0.856 0.801 0.700 0.589 5档 0.512 0.481 0.433 0.347 0.225 0.056 1/a
1档 0.362 0.339 0.318 0.306 0.301 0.305 0.309 2档
0.552 0.518 0.488 0.471 0.466 0.476 0.488 3档 0.865 0.820 0.784 0.772 0.783 0.827 0.883 4档 1.194 1.160 1.141 1.168 1.248 1.428 1.698 5档
1.954
2.077
2.311
2.882
4.452
17.711
（5）绘制加速度倒数曲线图
加速度倒数曲线图
-23813180
50
100150
200
u a (km/h)
1/a (s 2m -1)
图2-3 加速度倒数曲线图
计算加速度倒数基本数据,见表2-4
计算及说明
结果
2.1.5 绘制二档起步加速的车速-时间曲线
（1）加速时间计算公式
⎰⎰⇒=⇒=⇒=t
u u i du a dt t du a du dt du a 02
1
11
由加速度曲线可知，二档时加速度变化不大，故可认为是常数，
即1/a 为常数，则)(11120
2
1
u u a du a dt t t
u u -=⇒
=⎰⎰ （2）基本数据
表2-5 加速时间数据表
速度
变化 Km/h 24-31 31-41 41-52 52-63 63-75 75-88 加速时间 s 3.485 4.94 5.434 5.434 5.928 6.422 累加时间
s
3.485
8.425
13.859
19.293
25.221
31.643
（3）二档起步加速度-速度曲线图
II 挡起步加速车速-时间曲线
1020304050607080900
5
10
1520
25
30
35
t(s)
u a (k m /h )
图2-4 二档起步加速的车速-时间曲线
t 1=3.485s t 2=4.94s t 3=5.343s t 4=5.343s t 5=5.928s t 6=6.422s
计算过程
计算结果
第三章 汽车经济性的计算
(1)基本数据
表3-1 汽车经济性基本数据表
n e
r/min 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 u a5
km/h 61.7 82.3 102.8 123.4 144.0 164.6 185.1 b e
g/(kw/h) 270 264 276 294 312 328 345 P e
kw 25.1 36.9 49.2 62.8 76.2 88.8 99.0 Q si
L/100km 15.38 16.58 18.50 20.96 23.12 24.78 25.84 （2）最高档等速百公里油耗计算 g
u b P Q a e
e s ρ02.1=
其中： ρ为燃料的密度（kg/L ） g 为重力加速度(m/s 2
)，对于汽油来说，ρg 可取7.0N/L 代入P e 和b e 数值可算出对应的油耗值，计算结果见表2-5
（3）最高档等速百公里油耗曲线图
等速百公里油耗曲线
200
250300350400
50
100
150
200
b e (g/KWh -1)
Q s (L /100k m )
图3-1 等速百公里油耗曲线图
Q s1=15.38 L/100km Q s2=16.58
L/100km
Q s3=18.50 L/100km
Q s4=20.96
L/100km Q s5=23.12 L/100km Q s6=24.78
L/100km Q s7=25.84 L/100km
参考文献
[1] 顾柏良.BOSCH汽车工程手册[M] （中文第二版）北京理工大学出版社 2004 年4月
[2] 姜立标、张黎骅.汽车运用工程基础.北京大学出版社.第一版.2008年6月
[3] 余志生.汽车理论.北京. 机械工业出版社. 第三版.2001年6月
[4] 陈家瑞.汽车发动机构造及原理. 北京.机械工业出版社.第三版.2001年6月
[5]陈家瑞.汽车构造.机械工业出版社.第二版.2008年4月
[6] 董宁.最新常用轿车维修数据及电路图.国防工业出版社.第一版.2005年1月
[7] 陈焕江.汽车运用工程学. 机械工业出版社. 第一版.2010年5月
[8]赵丹平.现代发动机原理. 北京大学出版社. 第一版.2010年6月。