發(fā)動機課程設計

1、<p>　　題 目： 汽車理論課程設計 </p><p><b>　　任 務 書</b></p><p>　　表1 汽車動力性參數(shù)表</p><p>　　表2 汽車燃油經濟性擬合系數(shù)表</p><p>　　表3 六工況循環(huán)參數(shù)表</p><p&

2、gt;<b>　　根據(jù)上述參數(shù)確定：</b></p><p>　　發(fā)動機的外特性并畫出相應的外特性圖；</p><p>　　推導汽車的驅動力，并畫出汽車的驅動力圖；</p><p>　　計算汽車每檔的阻力及驅動力，畫出各檔汽車驅動力—行駛阻力平衡圖，求出每檔的最高車速，最大爬坡度，通過分析確定汽車的動力性評價指標數(shù)值，并計算出最大爬坡度時的相應

3、的附著率；</p><p>　　計算汽車行使的加速度，并畫出加速度曲線；</p><p>　　計算汽車動力特性，畫出動力特性圖，求出每檔的最高車速，最大爬坡度，利用動力特性分析確定汽車動力性評價指標數(shù)值；</p><p>　　自學汽車的功率平衡圖，畫出汽車功率平衡圖，分析確定汽車的動力性評價指標數(shù)值</p><p>　　畫出最高檔與次高檔的等

4、速百公里油耗曲線。</p><p>　　2、汽車動力性能計算</p><p>　　2.1汽車發(fā)動機外特性計算</p><p>　　由于哈弗汽車發(fā)動機由實驗臺架測得的扭矩接近于拋物線，因此用式2-1近似的擬合發(fā)動機的外特性曲線。</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><

5、;b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　通過計算及作圖得：</b></p><p>　　圖2-1 哈弗汽車汽油發(fā)動機外特性中的功率與轉矩曲線</p><p>　　根據(jù)圖2-1可知，在n=3850r/min時，該發(fā)動機具有大功率，最大功率約為61.73Kw，當轉速繼續(xù)增加時，功率會下降；在n=2050r/min

6、時，具有最大扭矩，最大扭矩為。</p><p>　　該發(fā)動機的最小穩(wěn)定轉速為n=600r/min，允許的最大轉速為n=6250r/min。（最大轉矩與最大轉速數(shù)值有異常）</p><p>　　2.2汽車驅動力計算</p><p><b>　　1）輪胎半徑</b></p><p><b>　　⑴驅動力為：<

7、/b></p><p><b>　　(2)行駛阻力為：</b></p><p>　　根據(jù)上兩式，繪制汽車驅動力圖如下：</p><p>　　圖2-2 汽車驅動-行駛阻力平衡圖</p><p>　　由于所使用的汽油發(fā)動機使用外特性的擬合公式為，擬合公式在轉速n達到一定程度時與轉矩Ttq匹配不合理，經過合理選取作圖區(qū)間

8、，圖形如圖2-2汽車驅動-行駛阻力平衡圖所示。</p><p>　　Ff+Fw是用最高擋或次高檔（Ff+Fw5或Ff+Fw4）是不合理的，因為不同的檔位對應著不同的車速區(qū)間段，某一擋的汽車驅動應對應該檔位下的行駛阻力。在5個不同檔位下，合理的區(qū)間上做出的，反映了在不同檔位下的驅動-行駛阻力平衡圖。</p><p>　　而只與車速有關與不同檔位下傳動比i以及傳動效率無關，所以在不同檔位的Ff

9、+Fw首尾相接連在一起形成了完整平滑的曲線。</p><p>　　由圖2-2可知，汽車以5擋車速行駛時，與曲線的交點便是最高車速，4擋行駛下無交點，最高轉速下的車速即為最高車速，，3擋時，2擋時，1擋時。（因為扭矩明顯數(shù)據(jù)異常造成各檔位驅動力明顯不足）</p><p><b>　　(2-5) </b></p><p>　　從圖2-2中還可以看出

10、，當車速低于最高車速時，驅動力大于行駛阻力。這樣，汽車就可以利用剩余的驅動力加速或爬坡。</p><p>　　根據(jù)上述式，經過選取合理作圖區(qū)間，繪制汽車爬坡度圖如下：</p><p>　　圖2-3 汽車的爬坡度圖</p><p>　　由圖2-3可得，汽車最大爬坡度為I擋時的最大爬坡度。</p><p>　　汽車一檔時計算最大爬坡度 <

11、/p><p>　　由驅動力——行駛阻力平衡公式得</p><p>　?。ㄉ掀聲r加速阻力為0）</p><p><b>　　=0.012999</b></p><p>　　所以求得可知，最大爬坡度為0.382996=38.30%（一檔驅動力明顯不足造成爬坡度明顯不足）</p><p><b>

12、　　同理可得</b></p><p>　　計算最大爬坡度時附著力大小：</p><p>　　在加速、上坡時，主要的行駛阻力加速阻力與坡度阻力，空氣阻力與滾動阻力可忽略不計，故后驅動輪的附著率簡化為</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　式中，可以理解為包含加速阻力在內的等效坡度，

13、以q表示，則</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　2.3汽車加速度計算</p><p>　　根據(jù)上式，經過合理選取作圖區(qū)間，繪制汽車的行駛加速度曲線如下：</p><p>　　圖2-4 哈弗汽車行駛加速度曲線</p><p>　　由圖可以看出檔位越高，加速度越小。（

14、加速度受驅動力影響造成每檔的數(shù)值明顯不足）</p><p>　　汽車加速時間計算： (2-9)</p><p>　　根據(jù)上式繪制汽車加速度倒數(shù)曲</p><p>　　圖2-5 汽車加速度倒數(shù)曲線</p><p>　　由圖2-5可得；若1擋與2擋的加速曲線有交點，顯然為了獲得最短的加速時間，應在交點對應的車速由1擋

15、換2擋。若1擋與2擋加速度曲線不相交，則應在1擋位加速行駛至發(fā)動機轉速達到最高轉速時換入2擋。其他的各檔間的換擋時刻也按這個原則來確定。設從速度u1加速到u2，滿足加速曲線1/a,所以加速時間為曲線在u1-u2段1/a與橫軸所圍的面積。即：</p><p>　　2.4汽車動力特性計算</p><p>　　令為汽車的動力因數(shù)并以符號D表示則</p><p><b

16、>　?。?-10）</b></p><p>　　根據(jù)上式，經過合理選取作圖區(qū)間可繪制汽車動力特性圖：</p><p>　　圖2-6 汽車動力特性曲線</p><p>　　f線與直接擋D-ua曲線的交點即為汽車最高車速，因此由動力特性圖可求最高車速。</p><p>　　同理可得，在不同檔位下的D對應在該檔位下的f,更好的反

17、應汽車在該檔位下的動力性。在動力特性圖上做，由圖2-6分析可得，f線與5擋曲線的交點即為汽車最高車速,4擋行駛下D與f無交點，最高轉速下的車速即為最高車速，,3擋時,2擋時，1擋時。</p><p>　　由動力特性圖求最大爬坡度 令</p><p><b>　　令代入方程得</b></p><p>　　最大爬坡度為41.3%</p>

18、;<p><b>　　同理可得</b></p><p>　　2.5汽車的功率平衡</p><p>　　汽車運動阻力所消耗的功率有滾動阻力功率,空氣阻力功率，坡道阻力功率及加速阻力功率。將汽車行駛方程式兩邊乘以行駛車速，并經單位換算整理出汽車功率平衡方程式（式中功率單位為kw）如下</p><p><b>　　(2-11)

19、</b></p><p>　　圖2-7汽車功率平衡圖</p><p>　　由于只與轉速有關，與檔位無關，故</p><p>　　由上圖可得，發(fā)動機功率（5擋）與阻力功率曲線相交點處對應的車速為良好水平路面上汽車的最高車速。</p><p><b>　　3、汽車經濟能計算</b></p><

20、p>　　3.1汽車百公里油耗計算</p><p>　　計算等速百公里油耗：</p><p>　　負荷特性曲線的擬合公式為</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　等速百公里油耗公式為</p><p><b>　　(2-13)</b><

21、/p><p>　　根據(jù)上兩式畫出最高檔與次高檔的等速百公里油耗</p><p>　　圖3-1 4擋與5擋等速百公里油耗</p><p>　　由圖可得，在同等車速下，五擋比四檔油耗要小，盡可能的使用高檔行駛。</p><p><b>　　4、課程設計小結：</b></p><p>　　經過無數(shù)多個日日夜

22、夜的奮斗，終于做完了，靜下心來回顧總結一下其中的苦與樂。</p><p>　　繼上次專業(yè)英語大作業(yè)之后，又開始了手舞足蹈的生活了，當林海晨老師以上一屆的學姐課程設計來講解時，感覺還好，不是特別難，主要有以下幾點1）了解摸索，運用Excel表格2）汽車理論書上公式的理解和運用。3）Word文檔的一個排版格式。針對以上幾點我有了大概的規(guī)劃和想法，1）自己也明白，Excel對自己很陌生，大一的計算機基礎對Excel表格

23、的學習只是皮毛而已，于是我就想去網上看一些Excel教程視頻，將Excel的功能好好學一下，這不僅僅是為了完成課程設計，以后的工作也是很有用的。2）汽車理論公式，這個問題不大，因為自己一直在很認真的學習每一科目。3）Word文檔的排版或許也不是什么大問題，自己摸索一下應該是沒有問題的。于是當周的周五就開始著手去做，周五晚上，盯著設計書要求思考該如何下手去做，于是將書上的公式翻了一遍又一遍，一籌莫展，所以一晚上沒做出來太多的東西，第二天繼

24、續(xù)，早晨一大早從暖和的被窩里爬起來奔向圖書館，打開計算機繼續(xù)開始嘗試著去做出點什么，可是似乎并不是那么順利，比如Excel，轉速輸入，最低轉速600，往下拉，數(shù)字卻不變，于是在找怎么設置一下，因此，就去圖書館二樓借了兩本E</p><p>　　經過這個課程設計，我學會了也學到了很多，不僅僅是知識方面，還有自己獨立完成事情的能力，任何事情都是這樣“萬事開頭難”，不過還有一句話“世上無難事，只怕有心人”，只要你用心去