工学工程大汽车理论大作正式稿.docx
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工学工程大汽车理论大作正式稿
《汽车理论》
学院:
汽车工程学院
学号:
06210****
姓名:
***
指导老师:
刘牧众
完成时间:
20**年*月1*日
前言
1中国汽车行业发展
2石油价格高对我国汽车消费的影响
3推动我国汽车节油的对策措施
计划任务书
1汽车动力性能计算
2燃油经济性计算
3汽车动力装置参数对汽车动力性、燃油经济性的影响
汽车动力性能计算
1确定一轻型货车的动力性能
1.1绘制汽车驱动力图与行驶阻力平衡图
1.2求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率
1.3绘制汽车行驶加速度倒数曲线
燃油经济性计算
2确定轻型货车汽车的功率平衡图、百公里油耗
2.1汽车功率平衡图
2.2最高档和次高档的等速百公里油耗曲线
汽车动力装置参数对汽车动力性,燃油经济性的影响,不同i0值对汽车动力性能的影响
3.1动力性的变化
3.2经济性的变化
3.3讨论不同i0值对汽车性能的影响
3.4不同i0值对汽车性能的影响及不同变速器对汽车的影响
收获体会
参考文献
前言
1.中国汽车行业发展前景
近几年来我国的汽车行业发展迅猛,汽车销售行业也随着汽车行业的发展进入了旺季。
总体来说中国的汽车领域还有很大的发展空间。
中国人的消费理念也在不断转变,刚开始中国人还是那种传统的观点,攒够了资金再去买但随着人们整体生活水平的提高,还有由于商品的供小于求使得汽车的价格越来越高本来这些钱在自己以前想买这些东西的时候可以买到,可是由于物价上升而无法买到,所以很多商家也给了顾客一个提前消费的机会,可以进行分期付款,这也大大推动了市场的发展。
现在的80.90后是一个比较讲究享受的群体,他们的购车欲远远大于他们自己的经济实力,这样的思想也使他们成为了汽车领域里不可或缺的一分子。
2010年上半年,中国汽车产量达892.73万辆,同比增长48.84%;销量达901.61万辆,同比增长47.67%。
乘用车产量为668.38万辆,同比增长51.20%;销量为672.08万辆,同比增长48.20%,说明了乘用车的前景是非常乐观的。
以上数字也证明了中国汽车销售的崛起。
上半年中国汽车销售排在前十位的汽车品牌及它们的销量分别为:
排名12品牌F3(F3R)朗逸销量15.4011.92排名67品牌夏利桑塔纳3悦动11.788科普兹4捷达11.119骏捷8.528.79销量9.619.025凯越10.3910福克斯8.31以上数字充分说明了中国汽车行业在不断发展和提高,汽车销售行业也有着金九银十的说法,现在正处于这个时期,而我的统计数字却只有上半年,这更让我们遐想。
现在中国汽车的高端消费市场也在提高,就宝马而言,宝马集团在2010年前八个月在中国大陆共向客户交付106447辆宝马和MINI车,再次刷新了销量记录,前八个月的销量已经超过了去年全年的业绩为宝马车在中国的高端消费市场再次奠定了基础,这也标志着中国人的消费水平在提高。
2.石油价格高对我国汽车消费的影响
2004年,继2003.2004两年汽车销量增速分别为38%和35%的“井喷”后,增速迅速回落,2004年全国汽车产量同比增长率,相对于中国其他行业,这样的增速任然是较高的。
去年汽车市场增长的较大回落,源于多种因素的合力:
一是市场需求爆发之后的正常回复;二是国家抑制经济过热的宏观调控的影响,包括停止汽车消费信贷;三是在面临2005年汽车进口配额取消,居民持币等待经意不讲价等等。
而2004年高涨的油价对于中国汽车需求量有没有较大冲击?
客观分析,影响并不明显。
虽然原油价格持续走高导致我国车用燃油一年内三次提价,使2004年汽油平均价格比2003年上涨15.7%,柴油价格上涨12.8%,是近年来涨幅最大的一年,2005年3月23日,汽车价格又全面上涨,平均涨幅7%左右。
但是,无论从世界经验还是从有关机构的调查来看,车用油的涨价对于消费者买车的需求影响不大:
对于高端用户而言,他们大多对油价变化很不敏感;对中低端用户而言,车价任然是汽车消费中最重要的成本因素,也是影响他们购车需求的最主要因素。
而汽车用油目前在其成本中还较小的份额(比如,用90号汽油的捷达车在城市百公里油耗为9L左右,假定一年行驶30000km,油价涨价前一年费用为8910元,涨价后为10308.87元,一年多花1398.87元,1398.87元占用车成本中的比例不算高)。
因此在目前,油价上涨更多的是影响他们的使用方法和品种选择,很少人会因此而推迟购买,但他们会更加关注油耗指标,从而增加市场对小型节能汽车的需求。
但是,如果油价继续走高并维持较长时间,导致用油成本在汽车消费成本中的比例越来越大,则会对汽车需求产生更为显著的影响。
3.推动我国汽车节油的对策措施
对于正处于高速发展的中国汽车工业和汽车消费市场来说,大力宣传和实施汽车节能措施既紧迫又正当其时。
节约汽车用油,可以从三方面来考虑:
政府行为。
首先政府出台相关政策法规,政府应制定大排量车高消费税实施细则。
限制汽车用油的浪费,积极发展公共交通,鼓励研制、生产先进节油的发动机和汽车。
其次,在我国汽车工业力量还比较薄弱的情况下,政府必须加大对新型节能汽车尤其是新能源汽车的研究开发及产业化工作,是中国汽车业有实现跨越式发展的可能。
企业行为。
对于企业来说,首先要明确节能是我国国家利益和经济发展的客观要求和必然趋势,也符合汽车厂商的自上利益。
其次,根据自身情况,选定适宜的细分市场和产品档次,并采用相应合理的节能技术。
对于目前还较弱小的民族企业而言,市场潜力巨大而技术要求较低的中低端市场是其最佳选择,亦将生产“低油耗高质量”的百姓车最为其技术进步和创新的主要方向。
再者,密切关注先能源汽车的技术发展和产业动向,在适当时机参与其中,实现跨越式发展。
顾客行为。
首先在全社会进行广泛宣传,让社会公众了解我国的能源状况,树立以节约能源为荣、浪费能源为耻的公民意识。
并使公众逐步建立理性的汽车消费理念,摒弃攀比不实的购车观。
其次,废除以前存在的对小型汽车使用的歧视政策,而且鼓励消费者购买、使用小型汽车。
通用征收燃油税等经济措施促使消费者节约用油。
计算任务书
1.汽车动力性能计算
确定一轻型货车的动力性能
1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2)求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3)绘制汽车行驶加速度倒数曲线,用图解积分法求汽车用
档起步加速行驶至70km/h的车速—时间曲线,或者用计算机求汽车用
挡起步加速行驶至70km/h的加速时间。
4)轻型货车的有关数据:
汽油发动机使用外特性的Tq—n曲线的拟合公式为
式中,Tq为发功机转矩(N·m);n为发动机转速(r/min)。
发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min
装载质量2000kg
整车整备质量1800kg
总质量3880kg
车轮半径0.367m
传动系机械效率ηт=0.85
波动阻力系数f=0.013
空气阻力系数×迎风面积 CDA=2.77
主减速器传动比i0=5.83
飞轮转功惯量If=0.218kg
二前轮转动惯量Iw1=1.798kg·
四后轮转功惯量Iw2=3.598kg·
变速器传动比
档
档
档
档
档
五档变速器
5.56
2.78
1.63
1
0.793
轴距L=3.2m
质心至前铀距离(满载)α=1.947m
质心高(满载)hg=0.9m
2.燃油经济性计算
货车装用汽油机发动机的负荷特性与万有特性。
负荷特性曲线的拟合公式为
b=B0+B1Pe+B2Pe2+B3Pe3+B4Pe4
式中,b为燃油消耗率﹛g/(kw•h)﹜;Pe为发动机净功率(Kw)
n/(r.min-1)
B0
B1
B2
B3
B4
815
1326.8
-416.46
72.379
-5.8629
0.17768
1207
1354.7
-303.98
36.657
-2.0553
0.043072
1614
1284.4
-189.75
14.524
-0.51184
0.0068164
2012
1122.9
-121.59
7.0035
-0.18517
0.0018555
2603
1141.0
-98.893
4.4763
-0.091077
0.00068906
3006
1051.2
-73.714
2.8593
-0.05138
0.00035032
3403
1233.9
-84.478
2.9788
-0.047449
0.00028230
3804
1129.7
-45.291
0.71113
-0.00075215
-0.000038568
怠速油耗Qid=0.229mL/s(怠速转速400r/min)
计算与绘制1.3中货车的
1)汽车功率平衡图
2)最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
或利用计算机求货车按JB3352—83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。
计算中确定燃油消耗率值b时,若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等,可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。
六工况循环的参数如下表
工况
累积行程/m
时间/s
累积时间/s
车速
说明
50
7.2
7.2
25
等速
200
16.7
23.9
24~40
匀加速度为
450
22.5
46.4
40
等速
625
14.0
60.4
40~50
匀加速度为
875
18.0
78.4
50
等速
1075
19.3
97.7
50~25
匀加速度为
3.汽车动力装置参数对汽车动力性、燃油经济性影响
改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比,做出i0为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性—加速时间曲线,讨论不同i0值对汽车性能的影响和采用不变速器对汽车性能的影响。
计算
确定一轻型货车的动力性能
1.1绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图
1.1.1发动机转矩
1.汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线拟合公式为:
Tq=-19.313+295.27(n/1000)-165.44(n/1000)2+40.874(n/1000)3-3.8455(n/1000)4
式中,Tq为发动机的转矩(N*m);n位发动机的转速(r/min)。
发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min
1.发动机的转矩:
将转速带入汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线拟合公式,取转速间隔为100r/min,得发动机转矩表如下:
表1.1
发动机转矩表
n(r/min)
Tq(N*m)
n(r/min)
Tq(N*m)
n(r/min)
Tq(N*m)
600
106.6211
1800
174.1665
3000
169.7305
700
119.4071
1900
174.7145
3100
168.7753
800
130.3742
2000
174.947
3200
167.6796
900
139.6984
2100
174.9295
3300
166.398
1000
147.5465
2200
174.718
3400
164.8759
1100
154.0762
2300
174.3595
3500
163.0495
1200
159.4357
2400
173.8915
3600
160.8456
1300
163.7643
2500
173.3425
3700
158.1819
1400
167.1918
2600
172.7316
3800
154.967
1500
169.839
2700
172.0688
3900
151.1
1600
171.8172
2800
171.3549
4000
146.471
1700
173.2287
2900
170.5814
表1.1.1发动机转矩表
1.1.2发动机在各档位下的驱动力
驱动力计算公式:
Ft=Ttq*ig*i0*nT/r
式中i0=5.83,r=0.367,5档变速箱传动比ig(数据如下)
1档
2档
3档
4档
5档
5档变速器
5.56
2.78
1.63
1
0.793
表1.1.2各档位传动比
将个转速下发动机转矩带入驱动力计算公式可得各档位不同转速下的发动机驱动力
发动机驱动力表
转速
驱动力F(N)
转速(r/min)
1档
2档
3档
4档
5档
600
8004.598
4002.299
2346.672
1439.676
1141.663
700
8964.507
4482.254
2628.084
1612.321
1278.571
800
9787.861
4893.931
2869.463
1760.407
1396.003
900
10487.88
5243.938
3074.683
1886.309
1495.843
1000
11077.08
5538.538
3247.416
1992.28
1579.878
1100
11567.29
5783.645
3391.13
2080.448
1649.795
1200
11969.66
5984.83
3509.091
2152.817
1707.184
1300
12294.63
6147.315
3604.361
2211.264
1753.533
1400
12551.95
6275.976
3679.799
2257.545
1790.233
1500
12750.69
6375.343
3738.061
2293.289
1818.578
1600
12899.2
6449.601
3781.6
2320
1839.76
1700
13005.17
6502.586
3812.667
2339.06
1854.874
1800
13075.58
6537.79
3833.308
2351.723
1864.916
1900
13116.71
6558.357
3845.368
2359.121
1870.783
2000
13134.17
6567.086
3850.486
2362.261
1873.273
2100
13132.86
6566.429
3850.1
2362.025
1873.086
2200
13116.98
6558.491
3845.446
2359.17
1870.821
2300
13090.06
6545.032
3837.555
2354.328
1866.982
2400
13054.93
6527.465
3827.255
2348.009
1861.971
2500
13013.71
6506.856
3815.171
2340.596
1856.092
2600
12967.85
6483.925
3801.726
2332.347
1849.551
2700
12918.09
6459.047
3787.139
2323.398
1842.455
2800
12864.5
6432.249
3771.427
2313.759
1834.811
2900
12806.42
6403.212
3754.401
2303.314
1826.528
3000
12742.54
6371.271
3735.673
2291.824
1817.417
3100
12670.83
6335.415
3714.65
2278.926
1807.189
3200
12588.57
6294.285
3690.534
2264.131
1795.456
3300
12492.36
6246.178
3662.327
2246.827
1781.733
3400
12378.08
6189.042
3628.827
2226.274
1765.435
3500
12240.96
6120.482
3588.628
2201.612
1745.878
3600
12075.51
6037.753
3540.121
2171.854
1722.28
3700
11875.53
5937.766
3481.496
2135.887
1693.758
3800
11634.17
5817.085
3410.737
2092.477
1659.334
3900
11343.86
5671.928
3325.627
2040.262
1617.928
4000
10996.33
5498.166
3223.745
1977.758
1568.362
表1.1.3发动机驱动力表
1.1.3发动机在各档位下的车速
不同档位下的车速:
Ua=0.377*n*r/(ig*i0)
式中i0=5.83,r=0.367,5档变速箱传动比ig(数据如下)
1档
2档
3档
4档
5档
5档变速器
5.56
2.78
1.63
1
0.793
表1.1.4发动机驱动力表
将各参数带入各档位不同转速对应的车速计算公式可得下表:
表1.1.5各档位不同转速对应车速
n(r/min)
1档车车速
2档车车速
3档车车速
4档车车速
5档车车速
Ua(km/h)
Ua(km/h)
Ua(km/h)
Ua(km/h)
Ua(km/h)
600
2.561034
5.122068
8.735796
14.23935
17.9563
700
2.987873
5.975746
10.19176
16.61257
20.94902
800
3.414712
6.829424
11.64773
18.9858
23.94174
900
3.841551
7.683102
13.10369
21.35902
26.93445
1000
4.26839
8.536779
14.55966
23.73225
29.92717
1100
4.695229
9.390457
16.01563
26.10547
32.91989
1200
5.122068
10.24414
17.47159
28.4787
35.91261
1300
5.548907
11.09781
18.92756
30.85192
38.90532
1400
5.975746
11.95149
20.38353
33.22515
41.89804
1500
6.402585
12.80517
21.83949
35.59837
44.89076
1600
6.829424
13.65885
23.29546
37.9716
47.88347
1700
7.256263
14.51253
24.75142
40.34482
50.87619
1800
7.683102
15.3662
26.20739
42.71804
53.86891
1900
8.109941
16.21988
27.66336
45.09127
56.86163
2000
8.536779
17.07356
29.11932
47.46449
59.85434
2100
8.963618
17.92724
30.57529
49.83772
62.84706
2200
9.390457
18.78091
32.03125
52.21094
65.83978
2300
9.817296
19.63459
33.48722
54.58417
68.83249
2400
10.24414
20.48827
34.94319
56.95739
71.82521
2500
10.67097
21.34195
36.39915
59.33062
74.81793
2600
11.09781
22.19563
37.85512
61.70384
77.81065
2700
11.52465
23.0493
39.31108
64.07707
80.80336
2800
11.95149
23.90298
40.76705
66.45029
83.79608
2900
12.37833
24.75666
42.22302
68.82352
86.7888
3000
12.80517
25.61034
43.67898
71.19674
89.78151
3100
13.23201
26.46402
45.13495
73.56997
92.77423
3200
13.65885
27.31769
46.59091
75.94319
95.76695
3300
14.08569
28.17137
48.04688
78.31642
98.75967
3400
14.51253
29.02505
49.50285
80.68964
101.7524
3500
14.93936
29.87873
50.95881
83.06286
104.7451
3600
15.3662
30.73241
52.41478
85.43609
107.7378
3700
15.79304
31.58608
53.87074
87.80931
110.7305
3800
16.21988
32.43976
55.32671
90.18254
113.7233
3900
16.64672
33.29344
56.78268
92.55576
116.716
4000
17.07356
34.14712
58.23864
94.92899
119.7087
表1.1.5各档位不同转速对应的车速
1.1.4行驶阻力Ff+Fw
汽车行驶方程式Ff=Ff+Fw+Fi+Fj
式中Ff-滚动阻力,Fw-空气阻力,Fi-坡度阻力,Fj-加速阻力
汽车驱动力-行驶阻力平衡图把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力Ff,空气阻力Fw叠加到行驶
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