汽車運用工程課程設計

1、學校代碼 :10128學號 :2課程設計說明書題目 ： 長城 4 、 L 015 款舒適型汽車動力性、經(jīng)濟性設計計算學 生 姓 名 : 王 俁 喧學院 : 能源與動力工程學院班級 ： 交通運輸132 班指 導 教 師 ： 趙 丹平017年1 月 9 日內(nèi)蒙古工業(yè)大學課程設計任務書課程名稱 :汽車運用工程學院 :能源與動力工程學院班級：交通運輸 13 2班學生姓名：王俁喧學號 :指導教師：趙丹平一、題目長城 M4 、 5L 15 款舒適型汽車動力性、經(jīng)濟性設計計算二、目得與意義汽車運用工程課程就是交通運輸本科專業(yè)得一門主干課程。而汽車動力性、經(jīng)濟性又就是汽車運用工程課程最基本、最重要得內(nèi)容之一。

2、通過應用計算機輔助計算, 使學生全面掌握汽車動力性、經(jīng)濟性設計計算。從而培養(yǎng)學生通過查閱文獻資料 , 獨立分析、獨立思考 , 熟練使用計算機高級語言完成設計、計算得能力 , 從而達到綜合訓練得目得。三、要求 （包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、設計要求、圖紙量、工作量要求等）1原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)：通過查閱汽車工程手冊及其她文獻自選參數(shù)：發(fā)動機外特性、裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、總質(zhì)量、車輪半徑、傳動系效率、滾動阻力系數(shù)、空氣阻力系數(shù)迎風面積、主減速器速比、飛輪轉(zhuǎn)動慣量、兩個前輪轉(zhuǎn)動慣量、四個后輪轉(zhuǎn)動慣量、變速器速比、軸距、質(zhì)心至前軸距離、質(zhì)心高度等 .2. 設計要求、工作量要求：汽車動力性設計計算繪制汽車驅(qū)動力

3、與行駛阻力平衡圖； 求汽車得最高車速、最大爬坡度；繪制加速度倒數(shù)曲線；繪制汽車動力因數(shù)特性曲線 ; 繪制檔起步，由低速加速至高速得車速時間曲線。 汽車使用經(jīng)濟性設計計算完成等速百公里油耗得計算與分析。撰寫課程設計說明書一份 , 主要說明該課程設計計算得思想、方法、解決問題步驟、結(jié)果分析等 .提出對該課程建議與意見。四、工作內(nèi)容、進度安排第 1周 : 明確本課程設計得目得與要求 , 查閱參考資料 ; 確定設計方案及計算方法。第 9，2周 : 在熟悉計算過程得基礎上 , 通過手算完成動力性、經(jīng)濟性計算工作，并撰寫課程設計說明書。注意 : 每條曲線至少個點。五、主要參考文獻 高延齡、汽車運用工程、北

4、京、人民交通出版社、第三版、2 陳家瑞、汽車發(fā)動機構(gòu)造及原理、北京、機械工業(yè)出版社、第三版、3余志生、汽車理論、北京、機械工業(yè)出版社、第三版、4余志生、汽車工程手冊、人民交通出版社審核意見系（教研室）主任（簽字）趙明智指導教師下達時間指導教師簽字01 年 2 月:_ _23日摘 要隨著中國汽車產(chǎn)能得不斷壯大， 各國車企越來越瞧重中國市場 ,紛紛加大在華投入新車型得力度 ,因此，消費者可選擇得車型也越來越多了。 動力性與燃油經(jīng)濟性作為衡量一輛汽車性能得兩個很重要得指標， 對其得設計計算就是進行汽車設計與性能研究得一種有效手段。它可以代替大量得整車道路試驗，在產(chǎn)品得設計階段就能對汽車得動力性、燃油

5、經(jīng)濟性進行預測具有速度快、精度高、時間省等優(yōu)點可以大大縮短研制過程與費用。 此外運用模擬技術可以比較深入地研究汽車動力系統(tǒng)得各參數(shù)對動力性與燃油經(jīng)濟性得影響并可針對不同得使用條件運用優(yōu)化設計得原理尋求汽車動力系統(tǒng)得最合理分配方案。汽車運用工程課程就是交通運輸本科專業(yè)得一門主干課程,而對于汽車來說，動力性與經(jīng)濟性就是兩個非常重要得指標汽車動力性、燃油經(jīng)濟性設計計算就是進行汽車設計與性能研究得一種有效手段。 它可以代替大量得整車道路試驗,在產(chǎn)品得設計階段就能對汽車得動力性、燃油經(jīng)濟性進行預測，具有速度快、精度高、時間省等優(yōu)點,可以大大縮短研制過程與費用。 本文主要闡述了汽車內(nèi)各參數(shù)對汽車動力性與燃

6、料經(jīng)濟性得影響 ,以及汽車動力性與燃料經(jīng)濟性得評價指標， 提出了其各項指標得數(shù)值計算方法 ,并在此基礎上對汽車得動力性與燃料經(jīng)濟性進行了技術分析,它們能綜合反映出某一款車得性能高低。本文正就是通過計算一款車：長城 M41、 5L 2015 款舒適型 得動力性能以及燃油經(jīng)濟性來確定該款車得性能就是否得到充分發(fā)揮，并以此為基礎,對其傳動系參數(shù)進行了優(yōu)化， 通過對優(yōu)化前后整車性能得對比分析,判斷就是否達到在動力性能與燃油經(jīng)濟性之間達到一個較優(yōu)平衡。關鍵詞：動力性；燃油經(jīng)濟性；設計計算目錄第一章 汽車原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)錯誤 !未定義書簽。?1、 1汽車技術參數(shù)表 . 錯誤 !未定義書簽。1、 2發(fā)動機

7、外特性曲線圖 .錯誤 !未定義書簽。第二章轎車動力性得分析計算 ?錯誤 ! 未定義書簽。2、 1 汽車動力性得計算 . 錯誤 !未定義書簽。2、 1、 1 繪制驅(qū)動力行駛阻力平衡圖?錯誤 !未定義書簽。、 1、2 最高車速與最大爬坡度得計算.、 1、3 繪制汽車動力因數(shù)特性曲線圖.2、 1、繪制加速度倒數(shù)曲線各檔.578、 1、5 繪制二檔起步加速得車速時間曲線0?第三章 汽車經(jīng)濟性得計算 . 11參考文獻 ?、 錯誤 !未定義書簽。計算及說明第一章汽車原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)1、 1 長城 M4 1、5L 2015 款舒適型汽車技術參數(shù)表結(jié)果原始數(shù)據(jù)發(fā)動機型號整備質(zhì)量GW4G151106kg質(zhì)心至

8、前軸距離軸距 (L)(a)1、067 m2、 383 m主減速器質(zhì)心高度 (h g)速比 (i 0)0、 64 m4、 313后輪轉(zhuǎn)動壓縮比慣量 Iw 210、 51、6 kgm2裝載質(zhì)量總質(zhì)量(M)375 kg1481 kg車輪滾動傳動系效半徑 (r)率 ( t)0、326m0、90一檔速比二檔速比(ig 1 )(ig2)3.5451、 905前輪轉(zhuǎn)動飛輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw 1慣量 I f1、6 kgm20、16kgm2最大功率(P)78kw滾動阻力系數(shù) (f)0、014三檔速比(ig 3)1、 31最大扭矩138N*m空氣阻力系數(shù) (Cd)0、 3四檔速比(ig 4 )0、97前后輪規(guī)格205

9、/60R16迎風面積 (A)2、794m2五檔速比 (ig 5) 0、8161、 2 發(fā)動機外特性曲線圖計算及說明結(jié)果第二章轎車動力性得分析計算2、 1 汽車動力性得計算2、1、1 繪制驅(qū)動力行駛阻力平衡圖（）變速器下各檔得速度轉(zhuǎn)換()其中：為車輪滾動半徑，；為發(fā)動機轉(zhuǎn)速 , / in ；為主減速速比；為變速箱各檔速比 , ，為檔位數(shù) ;在發(fā)動機外特性（轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速) 曲線上選取個點，在根據(jù)公式算出各檔驅(qū)動輪得對應得轉(zhuǎn)速。見表1計算及說明結(jié)果(2）各檔轉(zhuǎn)矩與牽引力得轉(zhuǎn)換汽車得牽引力 ：（2）其中 :為對應不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動機輸出使用扭矩，N?m；為傳動效率。在發(fā)動機外特性 （轉(zhuǎn)矩 -轉(zhuǎn)速）曲線上選取

10、9 個點 ,將對應得轉(zhuǎn)矩值代入公式算出各檔驅(qū)動輪得對應得驅(qū)動力。見表 21，(3)汽車得空氣阻力與滾動阻力之與(）其中： F為空氣阻力；為空氣阻力系數(shù) ;A 為汽車迎風面積 (m2）。其中： mg 為滿載汽車總重（ N); 為滾動阻力系數(shù)；汽車得行駛阻力之與 Fr為：各擋行駛阻力與車速得關系,見表 2 2計算及說明結(jié)果(4）基本數(shù)據(jù)各 檔 驅(qū)動力、行表 1各檔驅(qū)動力速度得計算駛阻力、速 度 得Ttqne1 擋1 擋2 擋2 擋3 擋3 擋4 擋4 擋 ua5 擋5 擋計算 ,FtuaFtuaFtuaFtFtua結(jié) 果 見12120005107、516、12744、629、91887、443、5

11、1397、658、81175、669、8表 2 1，表 212625005318、 520、12858、137、41965、354、41455、373、41224、287、3212830005403、 124、12903、444、91996、565、31478、488、11243、6104、813135005529、 628、12971、552、42043、376、11513、1102、 81272、8122、213640005740、 732、23084、959、82121、3871570、8117、 51321、4139、713845005825、 136、23130、367、32152、

12、597、91593、9132、 21340、8157、113750005782、 940、23107、674、82136、9108、81582、4146、 91331、1174、613455005656、 344、23039、582、32090、1119、61547、7161、 61301、9192、112460005234、 248、22812、789、81934、2130、51432、2176、 31204、8209、5表 2 2 各檔行駛阻力 -速度得計算Tn1 擋1 擋2 擋2 檔3 擋3 擋4 擋4 擋5 擋5 擋tqeFruaFruFruaFruaFruaa1212000220、6

13、16、1252、 929、9303、843、5383、 758、8455、869、81262500227、920、1278、 737、4358、354、4482、 173、4596、087、31283000237、024、1310、 244、9424、865、3603、 288、1767、5104、81313500247、628、1347、 452、4502、776、1746、 3102、8968、9122、21364000260、232、2389、 759、8593、487911、5117、51202、7139、71384500274、236、2438、 367、3696、197、91098

14、、7132、21466、0157、11375000289、840、2492、 774、8811、0108、1307、9146、91762、1174、681345500307、044、2552、 882、3936、9119、1539、2161、62089、4192、161246000325、848、2618、 689、81075、9130、1792、5176、32445、7209、55圖2-汽車驅(qū)動力 -行駛阻力平衡圖計算及說明結(jié)果（ 5）汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖圖 1 汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖、 1、2最高車速與最大爬坡度得計算(1）最高車速計算最高車速就是指汽車在平直、良好道路上所能達到得平

15、均最高行駛車速 .a 理論最高車速計算只有當汽車得驅(qū)動力與行駛阻力平衡時，車速才達到最高 . 根據(jù)最高檔驅(qū)動力與行駛阻力平衡方程可得= +圖2-1汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖計算及說明結(jié)果= （4)帶入原始數(shù)據(jù)到公式（ 4)可求得 =1 2、8km h。這個即為理論最高車速。 實際最高車速由汽車驅(qū)動力阻力平衡圖可知,當五檔得驅(qū)動力曲線與阻力曲線相交時對應橫坐標得車速即為汽車得實際最高車速為148m/h.(2）最大爬坡度汽車最大爬坡度就是指汽車在良好路面克服 (F f +FW) 后剩余全部動力用來克服坡度阻力時所能爬上得最大坡度 imax。F =Gsina =F-(FfF )m x= sn1(F（

16、f+FW)/G(5)由驅(qū)動力行駛阻力平衡圖可得， Ft（ F F )=604、N,代入公式（ 5）可算得 m x=0、 0618ri x tn ax=41、8 %ua ax=142、 8 m/hmax 、0618ra m =41、 8%計算過程計算結(jié)果計算動力2、1、 繪制汽車動力因數(shù)特性曲線圖因素基本數(shù)據(jù)，見（ 1）動力因素得計算表 2-（6）在發(fā)動機外特性曲線上選取 9個點，計算對應得驅(qū)動力與空氣阻力，然后根據(jù)公式 (6 ）算出各檔對應得動力因素點。數(shù)據(jù)見表 23所示。（ 2)滾動阻力系數(shù)得確定f f（1+uai）（）0940取 00、014據(jù)公式（ 7) 算出對應車速下得滾動阻力系數(shù),

17、數(shù)據(jù)見表 2 3所示。（）基本數(shù)據(jù)表n200025003000350040004500500055006000eG148101 擋13、2620、5629、6640、2652、8666、8682、4699、66118、462 擋45、5671、36102、86140、06182、36230、96285、36345、46411、26F3 擋96、46150、96217、46295、36386、06488、76603、66729、56868、56w4 擋176、36274、76395、86538、96704、16891、361100、1331、1585、5686165 擋248、46388、665

18、60、16761、56995、361258、1554、1882、2238、667606361 擋5107、55318、5503、 15529、65740、75825、15782、95656、35234、22 擋2744、62858、12903、42971、53084、93130、33107、63039、52812、7Ft 3 擋1887、41965、31996、52043、32121、32152、52136、92090、11934、24 擋1397、61455、31478、41513、11570、81593、91582、41547、71432、25 擋1175、61224、21243、6127

19、2、81321、41340、81331、11301、91204、81 擋0、3440、3580、320、3710、3840、3890、3850、3750、3452 擋0、1820、1880、1890、1910、1960、1960、1910、1820、162D3 擋0、1210、1230、1200、1180、1170、1120、1040、0920、0724 擋0、0820、0800、0730、0660、0590、0470、0330、0155 擋0、0630、0560、0460、0350、0220、006計算及說明結(jié)果1=1、497(）汽車動力因素特性曲線2 1、1483=、84=1、015=1

20、、 05圖 2 汽車動力因素特性曲線2、1、4繪制加速度倒數(shù)曲線各檔(）各檔汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)得確定其中： I w為車輪轉(zhuǎn)動慣量 (I W=、 61、 =3、） ; 飛輪得轉(zhuǎn)動慣量（ =0、 16)將數(shù)據(jù)代入公式可得1=1、 97； 1、 148； 31、 085；4=、 061； 1、052（）各檔加速度得確定其中 i f 汽車動力因素特性曲線中選取9個點讀出，在將各檔得代入求得對應得加速度。見表2 4所示（ )各檔加速度倒數(shù)得確定將上面求得得各個檔位得加速度求倒數(shù)，就能得到相應得數(shù)值 . 見表 2 4所示計算及說明(4)基本數(shù)據(jù)表ne200025003000350040004500500

21、0550060001 擋2、2042、2982、0442、3782、4652、4982、4722、4052、1982 擋1、4551、5071、5161、5241、5591、5591、5071、4201、237a3 擋0、9770、9860、9490、9220、9030、8390、7470、6270、4244 擋0、6220、5840、50、4150、330、1890、0285 擋0、4280、3520、2280、0950、0211 擋0、4540、4350、4890、4210、4060、40、4050、4160、4552 擋0、6870、6640、660、6560、6410、6410、664

22、0、7040、8081/3 擋1、0241、0141、0531、0851、1071、1921、3391、5962、359a4 擋1、6081、7112、0022、4113、0315、30535、3675 擋2、3382、8434、38310、521 擋0、3440、3580、0320、3710、3840、3890、3850、3750、3452 擋0、1820、1880、1890、1910、1960、1960、1910、1820、162D3 擋0、1210、1230、1200、1180、1170、1120、1040、0920、0724 擋0、0820、0800、0730、0660、0590、04

23、70、0330、0155 擋0、0630、0560、0460、0350、0220、006結(jié)果計算加速度倒數(shù)基本數(shù)據(jù) .(5)繪制加速度倒數(shù)曲線圖圖 3加速度倒數(shù)曲線圖計算及說明結(jié)果、 1、繪制二檔起步加速得車速 - 時間曲線t=、 32（ 1)加速時間計算公式 2、62st=5、94由加速度曲線可知 ,二檔時加速度變化不大，故可認為就是常數(shù), t4=6、 1即 1/a為常數(shù) ,則t =7 、 69(2)基本數(shù)據(jù)5 s 6=10 、表 2-5 加速時間數(shù)據(jù)表256速度變化30-3535-4242-5151-6161-7373-89Km加速時間3、 324、 625、 9046、417、69210

24、、256sti累加3、 327、 9413、84420、25427、94638、202s時間（ )二檔起步加速度 -速度曲線圖圖 4二檔起步加速得車速時間曲線計算過程第三章汽車經(jīng)濟性得計算(1)基本數(shù)據(jù)表 31汽車經(jīng)濟性基本數(shù)據(jù)表nr/min2500300035004000450050005500eua5km/h62、 173、 985、 297、 3109、9121、7133、9beg/(kw/h)265255260260270281308Pekw33404858657177QsiL/100km19、7219、3320、5221、7122、3722、9624、79（ 2)最高檔等速百公里油耗

25、計算其中 :為燃料得密度 (kg/L ）g 為重力加速度（ m 2）, 對于汽油來說， g 可取 7、0/L代入 Pe 與 be 數(shù)值可算出對應得油耗值, 計算結(jié)果見表 2 5（ 3)最高檔等速百公里油耗曲線圖計算結(jié)果 Qs1=19 、 2L 10kQs2=、 300kmQs320、52L 00kmQs =21、7L 00mQs5=22、37L/00mQs6=22、96L/100km Qs7=2、79L/00圖3-1等速百公里油耗曲線圖高延齡、汽車運用工程、參考文獻北京、人民交通出版社、第三版、2 陳家瑞、汽車發(fā)動機構(gòu)造及原理、北京、機械工業(yè)出版社、第三版、3余志生、汽車理論、北京、機械工業(yè)出版社、第三版、 余志生、汽車工程手冊、人民交通出版社心得體會三周得課程設計結(jié)束