《《汽車理論》課程設計任務書畢業(yè)課程設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《汽車理論》課程設計任務書畢業(yè)課程設計（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、汽車理論課程設計汽車理論課程設計 專業(yè)名稱： 交通運輸 班 級： 交通運輸122401班 學生姓名： 陳湘柯 學 號： 201224010102 汽車理論課程設計任務書要求：本次計算設計以小組為單位進行，每組計算兩種車型(大型車、小型車)。先通過手工計算并繪圖（選取5-8個特征點），然后計算機編程實現(xiàn)并繪圖，并打印計算說明書和程序。答辯時應交上查閱資料，計算草稿，設計說明書。具體設計要求如下：1.汽車動力性經(jīng)濟性分析計算通過查閱收集有關資料，計算分析給定型號汽車的動力性能及燃油經(jīng)濟性，并繪出該車型的發(fā)動機外特性曲線，驅動力行駛阻力平衡圖，動力特性圖，百公里油耗曲線等。2.參數(shù)有的車型參數(shù)不完整

2、，請查閱相關資料或用經(jīng)驗公式計算選取，并經(jīng)手動計算分析后修正獲得。3.說明書全班統(tǒng)一設計格式（封面、目錄、版式。具體參照畢業(yè)設計說明書格式見校園網(wǎng)）；說明書內容包括：任務書、目錄、各車型參數(shù)分析、計算、圖表、結論、設計體會等。 目錄第1章 車型一：解放CA1091載貨汽車參數(shù)11.1 發(fā)動機CA6102（附表一）11.2 整車參數(shù)11.2.1 尺寸參數(shù)11.2.2重量參數(shù)（附表二）11.2.3性能參數(shù)11.3 使用數(shù)據(jù)：1第2章 車型一的動力性和經(jīng)濟性分析計算32.1 查詢參數(shù)及公式32.2 發(fā)動機外特性曲線32.3 汽車驅動力行駛阻力平衡圖42.3.1 驅動力和速度42.3.2 空氣阻力和滾

3、動阻力52.4 動力特性圖72.5 百公里燃油消耗量102.6 動力分析112.6.1 最高車速112.6.2 最大爬坡度112.7 綜合分析122.7.1 汽車最高車速Umax122.7.2 汽車的最大爬坡度122.7.3 燃油經(jīng)濟性12第3章 車型四：SATANA2000轎車參數(shù)133.1 發(fā)動機2VQS（附表一）133.2 整車參數(shù)133.2.1 尺寸參數(shù)133.2.2 重量參數(shù)（附表二）133.2.3 性能參數(shù)133.3 使用數(shù)據(jù)13第4章 車型四SATANA2000轎車154.1 查詢參數(shù)及公式154.2 發(fā)動機外特性曲線154.3 汽車驅動力行駛阻力平衡圖174.3.1 驅動力和速

4、度174.3.2 空氣阻力和滾動阻力184.3.3 繪制驅動力阻力平衡圖184.4 確定最高車速204.5 動力特性圖204.5.1 繪制動力特性曲線如圖4-3214.6 百公里燃油消耗量224.6.1 燃油消耗率曲線如圖所示234.6.2 百公里油耗曲線如圖（4-5）所示：244.7 動力分析254.7.1 最高車速Uamax254.7.2 求解最大爬坡度254.8 綜合分析254.8.1 汽車最高車速Umax254.8.2 汽車的最大爬坡度254.8.3 汽車燃油經(jīng)濟性25第5章 心得體會26 第1章 車型一：解放CA1091載貨汽車參數(shù)1.1 發(fā)動機CA6102（附表一）Nmax=99k

5、w(相應轉速3000r/min)Mmax=373N.m(相應轉速1300r/min)1.2 整車參數(shù)1.2.1 尺寸參數(shù) 全長L=7205mm，全寬B=2476mm，全高H=2436mm，軸距L1=4050mm,前輪距B1=1850mm，后輪距B2=1740mm.1.2.2重量參數(shù)（附表二）1.2.3性能參數(shù) 變速箱傳動比i1=7.64,i2=4.835,i3=2.856,i4=1.895,i5=1.377,i6=1,i倒=7.66。主減速器比io=6.33。車輪：9-20。1.3 使用數(shù)據(jù)：滾動阻力系數(shù)f=0.03；道路阻力系數(shù)：強度計算用=1性能計算用=0.8空氣阻力系數(shù)：Cd=0.8；迎

6、風面積：A=0.78X寬X高；最大速度：Vmax=90km/h；最大爬坡度：28%；傳動系效率：=0.9表一：發(fā)動機參數(shù)轉速n（r/min）1000120013001400160018002000240028003000有效扭矩Tq（N.m）368.86370.12373.00366.12352.29347.81342.32332.25319.44308.45耗油率b（g/(kw.h)）315.50306.79306.12305.90305.51303.04306.34311.65322.34320.53表二：重量參數(shù)空載滿載車重（kg）42509445前橋（kg）20302485后橋（kg）

7、22206960第2章 車型一的動力性和經(jīng)濟性分析計算2.1 查詢參數(shù)及公式由車輪：9:0020查得車輪半徑r=496mm=0.496m 經(jīng)驗公式 ： 式中=82.2 發(fā)動機外特性曲線已知發(fā)動機參數(shù)轉速n（r/min）1000120013001400160018002000240028003000有效扭矩Tq（N.m）368.86370.12373.00366.12352.29347.81342.32332.25319.44308.45功率P（Kw）38.62446.50750.77553.67259.02265.55671.69083.49793.65896.895由經(jīng)驗公式可得： 表2-2

8、由matlab編程即n=1000:100:2200;M_m=784;M_p=702.61;n_m=1300;n_p=2100;Ttq=M_m-(M_m-M_p).*(n_m-n).2/(n_p-n_m).2;Pe=Ttq.*n/9550;plot(n,Pe);plot(n,Ttq);plotyy(n,Pe,n,Ttq);圖2-1 CA6102發(fā)動機外特性曲線2.3 汽車驅動力行駛阻力平衡圖2.3.1 驅動力和速度由車輪：9:0020查得車輪半徑r=496mm=0.496m由公式和可得下表2-3數(shù)據(jù)表2-3轉速n/(r/min)I 檔II 檔III檔/(km/h)/N/(km/h)/N/(km/

9、h)/N10003.8432611.146.0720638.0710.2812190.7612004.6132851.287.2920790.0512.3412280.5313005.0032910.437.9020827.4813.3712302.6414005.3832930.748.5020840.3814.3912310.2316006.1532851.289.7220790.0516.4512280.5318006.9232611.1410.9320638.0718.5112190.7620007.6932212.9712.1520386.0920.5612041.9224009.2

10、230935.4714.5819577.6224.6711564.36280010.7629020.5517.0018365.7528.7910846.52300011.5327823.3918.2217608.1230.8410400.99轉速n/(r/min)IV 檔V 檔VI檔/(km/h)/N/(km/h)/N/(km/h)/N100015.498088.7621.325877.6929.364268.47120018.598148.3225.595920.9735.234299.91130020.148162.9927.725931.6338.174307.63140021.6981

11、68.0329.855935.2942.114310.31160024.798148.3234.125920.9746.984299.91180027.898088.7638.385877.6952.854268.47200030.997990.0042.655805.9358.724216.36240037.197673.1351.185575.6770.474049.15280043.387198.1659.715230.5482.213798.50300046.486901.2263.975014.7788.093641.802.3.2 空氣阻力和滾動阻力G滿=Mg=94459.8=92

12、561N f=0.03 =0.8A=0.78寬高=0.782.4762.436=4.7不妨取=10,20,30,40,50,60,70,80,90(km/h)計算結果如下表2-4表2-4/(km/h)1020304050/N2794.612847.942936.833061.273221.27/(km/h)60708090/N3416.833647.943914.614216.83由matlab編程即Ua1=5:1:12;Ft1=(784-81.39.*(1300-7.034.*5.196.*Ua1/0.2045225).2/(800).2).*7.034.*5.196.*0.9/0.5425

13、;plot(Ua1,Ft1);hold on;Ua2=8:1:18;Ft2=(784-81.39.*(1300-4.594.*5.196.*Ua2/0.2045225).2/(800).2).*4.594.*5.196.*0.9/0.5425;plot(Ua2,Ft2);hold on;Ua3=14:1:32;Ft3=(784-81.39.*(1300-2.638.*5.196.*Ua3/0.2045225).2/(800).2).*2.638.*5.196.*0.9/0.5425;plot(Ua3,Ft3);hold on;Ua4=25:1:54;Ft4=(784-81.39.*(1300-

14、1.554.*5.196.*Ua4/0.2045225).2/(800).2).*1.554.*5.196.*0.9/0.5425;plot(Ua4,Ft4);hold on;Ua5=39:1:83;Ft5=(784-81.39.*(1300-1.000.*5.196.*Ua5/0.2045225).2/(800).2).*1.000.*5.196.*0.9/0.5425;plot(Ua5,Ft5);hold on;Ua6=0:1:83;G=172600;f=0.03;Cd=0.8;A=5.67;F=172600.*f+Cd.*A.*Ua6.2/21.15; % F表示滾動阻力和空氣阻力之和p

15、lot(Ua6,Ff+Fw); 圖2-2 汽車驅動力行駛阻力平衡圖2.4 動力特性圖由公式 式中 ，0.8，由上述已知A=4.7G=Mg=92561N 計算可得 轉速n/(r/min)I 檔II 檔III檔/(km/h) D/(km/h) D/(km/h) D10003.840.352296.070.2229010.280.1315012004.610.354877.290.2243112.340.1328313005.000.355517.900.2248913.370.1325714005.380.355728.500.2250114.390.1326016006.150.354849.7

16、20.2244316.450.1321618006.920.3522310.930.2227418.510.1310520007.690.3479112.150.2199620.560.1292824009.220.3340114.580.2111024.670.12377280010.760.3133117.000.1978628.790.11561300011.530.3003418.220.1896030.840.11054轉速n/(r/min)IV 檔V 檔VI檔/(km/h) D/(km/h) D/(km/h) D100015.490.0869321.320.0626329.360.

17、04446120018.590.0873725.590.0627135.230.04407130020.140.0874127.720.0626138.170.04374140021.690.0873429.850.0624142.110.04332160024.790.0868534.120.0617246.980.04221180027.890.0858938.380.0606752.850.04075200030.990.0844842.650.0592358.720.03892240037.190.0802451.180.0552070.470.03420280043.380.0741

18、559.710.0496682.210.02804300046.480.0704163.970.0463188.090.02443表2-5已知f=0.03，由matlab編程即Ua1=5:1:12;D1=(784-81.39.*(1300-7.034.*5.196.*Ua1/0.2045225).2/(800).2).*7.034.*5.196.*0.9/0.5425-0.8*5.67*Ua1.2/21.15)./172600;plot(Ua1,D1);hold on;Ua2=8:1:18;D2=(784-81.39.*(1300-4.594.*5.196.*Ua2/0.2045225).2/

19、(800).2).*4.594.*5.196.*0.9/0.5425-0.8*5.67*Ua2.2/21.15)./172600;plot(Ua2,D2);hold on;Ua3=14:1:32;D3=(784-81.39.*(1300-2.638.*5.196.*Ua3/0.2045225).2/(800).2).*2.638.*5.196.*0.9/0.5425-0.8*5.67*Ua3.2/21.15)./172600;plot(Ua3,D3);hold on;Ua4=25:1:54;D4=(784-81.39.*(1300-1.554.*5.196.*Ua4/0.2045225).2/

20、(800).2).*1.554.*5.196.*0.9/0.5425-0.8*5.67*Ua4.2/21.15)./172600;plot(Ua4,D4);hold on;Ua5=39:1:83;D5=(784-81.39.*(1300-1.000.*5.196.*Ua5/0.2045225).2/(800).2).*1.000*5.196.*0.9/0.5425-0.8*5.67*Ua5.2/21.15)./172600;plot(Ua5,D5);hold on;Ua6=0 10 20 30 40 50 60 70 80 90;f=0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03

21、0.03 0.03 0.03 0.03;plot(Ua6,f);圖2-3 動力特性圖2.5 百公里燃油消耗量由公式 且是柴油機，所以式中=8，由于六檔，故而取六檔時的速度則經(jīng)計算可得下表2-6表2-6/(km/h)29.36 35.238.1741.1146.9852.85/(L/100km)50.86 49.6349.9048.9447.0446.66/(km/h)58.72 70.4782.2188.09/(L/100km)45.83 45.2545.0043.21由matlab編程即x=39.36 47.23 51.17 59.04 66.91 82.66;y=55.29 55.25 5

22、4.75 55.23 55.00 52.93;plot(x,y); 圖2-4 百公里燃油消耗量曲線2.6 動力分析2.6.1 最高車速 汽車最高車速Umax 由 可知理論計算出最高檔最高車速為Ua=88.086km/h. 由上述計算可得該貨車理論最高車速為Umax=88.086km/h；2.6.2 最大爬坡度 在I檔時，爬坡度最大即所求=tan=tan(arcsin） =tan(arcsin)0.332.7 綜合分析2.7.1 汽車最高車速Umax 在驅動力和行駛阻力平衡時，由驅動力行駛阻力平衡圖求得最高車速為90km/h，轉速n3500r/min。由可知，在發(fā)動機轉速范圍內，驅動力是小于行駛

23、阻力的，所以該貨車驅動力是不能夠滿足要求的。2.7.2 汽車的最大爬坡度一擋時爬坡能力最強 此時由于車速低，可忽略坡度阻力和加速阻力，由受力平衡可得：=0.33 由上述計算可得該貨車理論最大爬坡度為i=0.33，參照已知參數(shù)條件可知，該貨車要求的最大爬坡度為28，所以該貨車最大爬坡度能滿足要求。2.7.3 燃油經(jīng)濟性 汽車燃油經(jīng)濟性是在保證汽車動力性的基礎上，以盡可能少的的燃料消耗完成單位運輸工作量的能力。解放CA1091重型載貨汽車行駛時等速百公里燃油消耗量如圖2-4所示。在滿足動力性的前提下，對于重型貨車，應該盡可能多地裝載貨物，合理地提高貨車的質量利用，從而提高燃油經(jīng)濟性。第3章 車型四

24、：SATANA2000轎車參數(shù)3.1 發(fā)動機2VQS（附表一）Nmax=74kw(相應轉速5200r/min)Mmax=155N.m(相應轉速3800r/min)3.2 整車參數(shù)3.2.1 尺寸參數(shù)全長L=4680mm，全寬B=1700mm，全高H=1423mm，軸距L1=2656mm,前輪距B1=1414mm，后輪距B2=1422mm.3.2.2 重量參數(shù)（附表二）3.2.3 性能參數(shù)變速箱傳動比i1=3.45,i2=1.94,i3=1.29,i4=0.985,i5=0.8,主減速器比io=4.1。車輪：195-60。 3.3 使用數(shù)據(jù)滾動阻力系數(shù)f=0.025；空氣阻力系數(shù)：Cd=0.4；

25、迎風面積：A=0.78X寬X高；最大爬坡度：28%；傳動系效率：=0.9。表一：發(fā)動機參數(shù)轉速n（r/min）10001600220028003400380046005200有效扭矩Tq（N.m）119126133140147155148135耗油率b（g/(kw.h)）2652602552502602265295300表二：重量參數(shù)空載滿載車重（kg）12481623第4章 車型四SATANA2000轎車4.1 查詢參數(shù)及公式經(jīng)驗公式 式中=7，4.2 發(fā)動機外特性曲線發(fā)動機參數(shù)如下表4-1所示表4-1轉速n （r/min）10001600220028003400380046005200有效

26、扭矩Tq（N.m）119126133140147155148135耗油率b（g/kw.h)265260255250260265295300由公式得 =112.46kw 21.11kw 30.64kw =41.05kw52.34kw 61.68kw 71.29kw=73.51kw整理如下表4-2轉速n/（r/min）10001600220028003400380046005200轉矩/(N.m)119126133140147155148 135功率/kw112.4621.1130.6441.0552.3461.6871.2973.51表4-2如圖4-1，做出發(fā)動機的外特性曲線圖4-1 發(fā)動機外特

27、性曲線4.3 汽車驅動力行駛阻力平衡圖4.3.1 驅動力和速度汽車的驅動力（單位為kN)為 其中車速ua（km/h）與發(fā)動機n（r/min）之間的關系為 計算數(shù)據(jù)如表4-3所示表4-3序號一檔二檔三檔18.19643926614.582.7703221.911.844212213.1135.216423.322.9033835.171.95058318.0305.506236.063.0962448.222.05884422.9485.79640.813.259261.372.16720527.8656.858049.553.4221674.572.27556631.4356.417055.3

28、83.608483.292.39940737.7006.127267.043.44544100.812.29104842.6175.589075.793.1528113.982.08980序號四檔五檔128.711.4065835.341.142424593.1.4893256.551.2096363.151.5720677.761.2768480.381.6548098.931.3440597.601.73754120.171.41126109.081.83210134.311.48807132.051.74936162.581.42088149.271.59570183.791.29604

29、.3.2 空氣阻力和滾動阻力 其中G=16230，f=0.025，Cd=0.4，A=1.89其計算結果如下表4-4所示（km/h）255075100125150175200428.1495.0606.6762.8963.61209.01499.11833.6 表4-44.3.3 繪制驅動力阻力平衡圖：（如圖4.2所示）MATLAB程序：Ig=3.45 1.94 1.29 0.985 0.8；for i=1:5n=600:10:5200；t=0.4382*(n/1000)5-7.2054*(n/1000)4+42.689*(n/1000)3-114.3270*(n/1000)2+.+149.73

30、41*(n/1000)+47.5336;Ua=0.377*0.3075*n/ig(i)/4.1;ft=t*ig(i)*4.1*0.9/0.3075;str=r,m,b,c,y;plot(ua,ft,str(i);grid onhold on;endua=0：1:200;f=405.75+0.0357*ua*ua;plot(ua,f,g-)xlabel(驅動力（N/m）)title（驅動力-行駛阻力平衡圖）I圖4-2 驅動力行駛阻力平衡圖4.4 確定最高車速上圖是車型四驅動力-行駛阻力平衡圖。由上圖可以清晰的看出不通車速的時候驅動力和行駛阻力之間的關系。汽車以最高檔行駛時的最高車速，可以直接由F

31、t6與F的交點取得。因此此時驅動力和行駛阻力相等，汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。由圖中和計算可知，最大車速為168.8km/h。4.5 動力特性圖由公式 式中 ，(其中0.4，G=16230N )計算可得下表4-5表4-5序號一檔二擋三擋1831960.30314.580.17021.920.112213.1130.32123.320.18035.070.117318.0300.33936.060.18948.220.122422.9480.35640.810.19761.370.125527.8650.37349.550.20574.570.128631.4350.39355.380.21683.

32、290.133731.7000.37467.040.202100.830.119842.6170.34075.790.181113.980.100序號四擋五檔128.710.08935.340.068245.930.08756.550.067363.150.08877.760.065480.380.08898.960.061597.600.086120.170.0556109.080.087134.310.0527132.050.069162.580.0298149.270.061183.790.0054.5.1 繪制動力特性曲線如圖4-3 由matlab編程即MATLAB程序：ig=3.45

33、 1.94 1.29 0.985 0.8;for i=1:5n=600:10:5200;t=0.4382*(n/1000)5-7.2054*(n/1000)4+42.6891*(n/1000)3-114.3270*(n/1000)2+.+149.7341*(n/1000)+47.5336;ua=0.377*0.3075*n/ig(i)/4.1;ft=t*ig(i)*4.1*0.9/0.3075;a=ft/16230;b=0.0357*ua*ua/16230;d=a-b;str=r,m,b,c,y;plot(ua,d,str(i);grid onhold on;End圖4-3 動力特性圖 由圖可

34、得，最高爬坡度為：imax=38.5。4.6 百公里燃油消耗量由公式 （最高檔時：i6=1，取Pe=55.51，pg=7）則經(jīng)計算可得下表4-6表4-6序號n（r/min）(km/h)B(g/(km/h)(L/100km)1100035.3426558.8312160056.5526035.7453220077.7625525.4964280098.9625019.64053400120.1726016.82163800134.3126515.33974600162.5829514.10785200183.7930012.6914.6.1 燃油消耗率曲線如圖所示由matlab編程：pe=11.

35、22 19 27.58 36.95 47.11 55.51 64.17 66.16;b=265 260 255 250 260 265 295 300;p=polyfit(pe,b,3) P=0.007 -0.0429 0.1763 267.2939pel=0:1:80;b1=ployval(p,pel);plot(pe,b,*,pel,b1)圖4-4 百公里燃油消耗量曲線4.6.2 百公里油耗曲線如圖（4-5）所示：MATLAB程序：ua=35.344 56.55 77.757 98.963 120.17 134.307 162.582 183.789;b=265 260 255 250 2

36、60 265 295 300;qs=55.51*b/ua/1.02/7;p=pplyfit(ua,qs,2)p=0.0032 -0.9602 84.0370ua1=30:1:200;qs1=polyval(p,ua1);plot(ua,qs,*,ua1,qs1)圖4-5百公里油耗曲線4.7 動力分析4.7.1 最高車速Uamax 由圖可知，168.8km/h4.7.2 求解最大爬坡度在I檔時，爬坡度最大即所求為：imax=38.5。4.8 綜合分析4.8.1 汽車最高車速Umax在驅動力和行駛阻力平衡時，用matlab編程求得最高車速為Ua1168.8km/h，轉速n4800r/min，小于發(fā)

37、動機最大轉速5200r/min，所以最高擋最高車速為即圖中Ua=168.8km/h.4.8.2 汽車的最大爬坡度一擋時爬坡能力最強 此時由于車速低。 由上述計算可得該車理論最大爬坡度為38.5，參照已知參數(shù)條件可知，該貨車要求的最大爬坡度為i=28%，所以該車最大爬坡度能滿足要求。4.8.3 汽車燃油經(jīng)濟性 汽車燃油經(jīng)濟形勢在保證汽車動力型的基礎上，已經(jīng)可能少的的燃料消耗完成單位運輸工作量的能力。SATANA2000汽車行駛時等速百公里燃油消耗量如圖4-5所示，就動力性而言，擋位數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，提高了汽車的加速和爬坡能力。就燃油經(jīng)濟性而言，擋位數(shù)多，增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了油耗，所以如果該汽車能增加擋位數(shù)則會改善汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性。第5章 心得體會 通過這幾周的汽車理論課程設計，讓我們更好的了解了汽車的三大特性，以及三大特性的評價指標，為我們之后對汽車的了解也提供了不少知識，此次課程設計是利用MATLAB的簡單建模來分析汽車的各項指標，通過驅動力行駛阻力平橫圖和功率平橫圖更好的解釋了起變化過程。本次課程設計讓我初步的了解了汽車模型的建立與MATLAB的關系，為以后的深入了解打下了一定的基礎。26