吉大汽车理论大作业.docx
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吉大汽车理论大作业
汽车理论综合大作业
学院:
交通学院
姓名:
***
班级:
二班
学号:
********
1.
(1)由题已知的的速度和传动比和其它的一些量可得相应档位的驱动力和阻力。
公式如下:
=
=
+
(
)+
(
+
+
n=
故可得各档驱动力和阻力
表1-1
U
(km/h)
1挡驱动力(N)
2档驱动力(N)
3档驱动力(N)
4档驱动力(N)
阻力
(N)
1
3967.064
717.3211
18.67093
365.823
2
8070.892
2055.78
457.5094
60.28235
366.192
3
10957.29
3195.909
861.3532
214.1742
366.807
4
12893.56
4158.312
1232.113
360.726
367.668
5
14113.09
4962.446
1571.647
500.175
368.775
6
14815.36
5626.618
1881.756
632.7542
370.128
7
15165.95
6167.987
2164.188
758.6931
371.727
8
15296.52
6602.561
2420.636
878.2167
373.572
9
15304.82
6945.2
2652.739
991.5466
375.663
10
15254.72
7209.616
2862.083
1098.9
378
11
15176.15
7408.37
3050.196
1200.491
380.583
12
15065.16
7552.875
3218.554
1296.528
383.412
13
14883.85
7653.394
3368.579
1387.217
386.487
14
14560.46
7719.044
3501.636
1472.76
389.808
15
13989.3
7757.788
3619.039
1553.354
393.375
16
13030.77
7776.444
3722.045
1629.193
397.188
17
11511.37
7780.68
3811.857
1700.467
401.247
18
7775.013
3889.624
1767.362
405.552
19
7762.813
3956.44
1830.059
410.103
20
7746.3
4013.346
1888.737
414.9
21
7726.546
4061.327
1943.569
419.943
22
7703.473
4101.314
1994.725
425.232
23
7675.853
4134.183
2042.371
430.767
24
7641.312
4160.757
2086.67
436.548
25
7596.323
4181.804
2127.78
442.575
26
7536.213
4198.036
2165.854
448.848
27
7455.159
4210.113
2201.044
455.367
28
7346.189
4218.639
2233.495
462.132
29
7201.18
4224.163
2263.349
469.143
30
7010.864
4227.182
2290.746
476.4
31
6764.819
4228.137
2315.82
483.903
32
6451.479
4227.413
2338.7
491.652
33
6058.126
4225.344
2359.515
499.647
34
5570.892
4222.206
2378.385
507.888
35
4974.762
4218.224
2395.431
516.375
36
4213.565
2410.766
525.108
37
4208.344
2424.502
534.087
38
4202.622
2436.745
543.312
39
4196.403
2447.598
552.783
40
4189.639
2457.16
562.5
41
4182.226
2465.526
572.463
42
4174.006
2472.787
582.672
43
4164.767
2479.03
593.127
44
4154.242
2484.338
603.828
45
4142.11
2488.791
614.775
46
4127.996
2492.463
625.968
47
4111.468
2495.426
637.407
48
4092.043
2497.747
649.092
49
4069.182
2499.49
661.023
50
4042.291
2500.714
673.2
51
4010.721
2501.474
685.623
52
3973.772
2501.822
698.292
53
3930.686
2501.805
711.207
54
3880.651
2501.468
724.368
55
3822.803
2500.849
737.775
56
3756.22
2499.985
751.428
57
3679.929
2498.907
765.327
58
3592.9
2497.643
779.472
59
3494.049
2496.217
793.863
60
3382.24
2494.649
808.5
61
3256.279
2492.955
823.383
62
3114.92
2491.146
838.512
63
2956.861
2489.232
853.887
64
2780.746
2487.216
869.508
65
2585.167
2485.098
885.375
66
2368.657
2482.874
901.488
67
2129.697
2480.537
917.847
68
2478.076
934.452
69
2475.473
951.303
70
2472.711
968.4
71
2469.765
985.743
72
2466.608
1003.332
73
2463.208
1021.167
74
2459.531
1039.248
75
2455.536
1057.575
76
2451.181
1076.148
77
2446.418
1094.967
78
2441.196
1114.032
79
2435.46
1133.343
80
2429.152
1152.9
81
2422.207
1172.703
82
2414.559
1192.752
83
2406.137
1213.047
84
2396.866
1233.588
85
2386.668
1254.375
86
2375.459
1275.408
87
2363.153
1296.687
88
2349.659
1318.212
89
2334.883
1339.983
90
2318.726
1362
91
2301.086
1384.263
92
2281.855
1406.772
93
2260.925
1429.527
94
2238.179
1452.528
95
2213.501
1475.775
96
2186.767
1499.268
97
2157.852
1523.007
98
2126.625
1546.992
99
2092.953
1571.223
100
2056.696
1595.7
101
2017.714
1620.423
102
1975.86
1645.392
103
1930.985
1670.607
104
1882.933
1696.068
105
1831.549
1721.775
106
1776.669
1747.728
107
1718.129
1773.927
108
1655.758
1800.372
109
1589.384
1827.063
110
1518.827
1854
111
1443.908
1881.183
112
1364.44
1908.612
113
1280.234
1936.287
114
1191.096
1964.208
115
1096.831
1992.375
116
997.2348
2020.788
117
892.104
2049.447
118
781.229
2078.352
119
664.3968
2107.503
120
541.3901
2136.9
121
411.9882
2166.543
122
275.9659
2196.432
123
133.0945
2226.567
3档
2档
1档
(2)汽车的最高车速和最大爬坡度
由汽车在最高档驱动力与阻力相等的时刻达到最高车速,
=
[
+
(
)+
(
+
+
]=
=
+
=Gf+
其中
为最高档的变速器比,为1.00
可解出
=106Km/h
在一档使,后备功率最大,故可取得最大爬坡度。
由驱动力表可得
=tanarcsin(a)=tanarc(
解之得最大爬坡度
i=0.4525
(3)绘制加速度倒数曲线
由加速度
=
可得
=
根据
变化,并由EXCEL做出图表可得如下:
(4)用图解法或编程法绘制汽车动力因素特性曲线
已知D=
=
=
随速度的变化而变化,故可得D随速度的变化而变化,可得出D相应的值。
4档
3档
2档
1档
(5)绘制2档起步,加速至70km/h的车速——时间曲线及距离——时间曲线。
2档起步加速到70km/h由三部分组成,二档时速度19km/h到37km/h
,三档时候速度37km/h到66km/h,四档时候速度66km/h到70km/h.
各部分的时间由积分法求得,把速度分成单位速度,则可得
Δt=
(
+
)依次类推
速度时间、距离时间表
速度U
t
距离s
1
2
2.004866
0.835361
3
2.556322
1.218316
4
2.916409
1.568401
5
3.19729
1.919502
6
3.435256
2.283062
7
3.646875
2.665152
8
3.841168
3.069928
9
4.023614
3.500704
10
4.1978
3.96036
11
4.366195
4.451514
12
4.530567
4.97659
13
4.692207
5.537841
14
4.852074
6.13734
15
5.010877
6.776966
16
5.169141
7.458381
17
5.327244
8.18302
18
5.485453
8.952087
19
5.643948
9.766577
20
5.802854
10.62732
21
5.962261
11.53505
22
6.122249
12.49054
23
6.282915
13.4947
24
6.444399
14.54883
25
6.60691
15.65481
26
6.770763
16.81543
27
6.936409
18.03477
28
7.104486
19.31869
29
7.275877
20.67554
30
7.451802
22.11715
31
7.633951
23.66035
32
7.824707
25.32947
33
8.027535
27.16055
34
8.2477
29.20931
35
8.493761
31.56739
36
8.781062
34.4005
37
9.141779
38.05777
38
9.141779
38.05777
39
9.43639
41.20848
40
9.732305
44.45532
41
10.0296
47.79995
42
10.32838
51.24419
43
10.62875
54.79021
44
10.93085
58.44052
45
11.23483
62.19813
46
11.54091
66.06664
47
11.84933
70.05037
48
12.16038
74.15455
49
12.47443
78.38546
50
12.7919
82.7507
51
13.11332
87.25943
52
13.43929
91.92272
53
13.77058
96.75394
54
14.10806
101.7694
55
14.45283
106.9887
56
14.80619
112.4364
57
15.16974
118.1421
58
15.54547
124.1434
59
15.93586
130.4871
60
16.34404
137.2335
61
16.76323
144.2783
62
17.19591
151.6697
63
17.65627
159.6621
64
18.15184
168.4035
65
18.69331
178.1049
66
19.29657
189.0807
67
19.95232
201.1939
68
20.62904
213.8825
69
21.31427
226.9208
70
22.00839
240.3212
根据上表可得出速度对应的时间,可绘制表如下:
又根据速度——时间图积分可得相应的行驶距离s。
Δ
=
×Δ
×
则可得出相对应的距离。
故可做距离——时间图如下:
2.
(1)绘制汽车功率平衡图
由公式
=
根据表1-1对应的
和速度
可求出发动机功率。
可绘制出功率平衡图
Km/h
(2)最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
由已知的数据:
转速n和燃油消耗率b的拟合公式可以得出每一个转速对应的b和功率Pe
因为是等速,所以公式如下:
百公里耗油量:
=
得下表
表2-2
n
U3
U4
Ft3
Ft4
Pe3
Pe4
b3
b4
3档油耗
4档油耗
820
11.60918
19.61952
3155.253
1867.014
1.386757
2.532138
973.2363
745.2623
16.28242
9.634568
1200
16.98905
28.71149
3811.177
2255.135
2.129802
4.190184
856.4541
593.2545
15.03752
8.897939
1600
22.65206
38.28199
4123.738
2440.082
3.035062
6.529714
831.8477
553.649
15.61009
9.23674
2000
28.31508
47.85249
4220.915
2497.583
4.107745
9.677359
729.3314
450.7912
14.81878
8.768507
2600
36.80961
62.20823
4209.615
2490.896
6.122245
16.35598
683.6676
377.5131
15.92562
9.423443
3000
42.47262
71.77873
4170.018
2467.466
7.796601
22.40779
625.0251
343.2863
16.06924
9.508429
3400
48.13564
81.34923
4089.393
2419.759
9.784874
29.97482
646.7671
343.5216
18.41358
10.89561
3880
54.93126
92.83383
3827.285
2264.666
12.64411
41.3398
671.8858
309.7407
21.66037
12.81679
根据表中的数据可以绘制如下图
(3)按6工况循环行驶的百公里油耗。
由表2-2中的速度
及与之相对应的燃油消耗率b,用matlab做出拟合曲线,得出两者的关系式。
Matlab程序如下:
>>b=[745.2623162593.2544558553.6489891450.7912041377.5131175343.2862753343.5216222309.7406837]
>>U=[19.6195197328.7114922838.2819897147.8524871462.2082332871.778730781.34922813
92.83382504]
>>cftool
得出结果:
LinearmodelPoly4:
f(x)=p1*x^4+p2*x^3+p3*x^2+p4*x+p5
Coefficients(with95%confidencebounds):
p1=2.408e-006(-0.00016,0.0001649)
p2=-0.001311(-0.03792,0.0353)
p3=0.2594(-2.624,3.142)
p4=-23.2(-115.8,69.36)
p5=1102(96.75,2107)
Goodnessoffit:
SSE:
1885
R-square:
0.9885
AdjustedR-square:
0.9732
RMSE:
25.07
可知,Ua与b的关系如下:
b=2.408×
×
-0.001311×
+0.2594×
-23.2×U+1102
并根据六工况图等速-等加速-等速-等加速-等速-等减速,用相应的公式求燃油消耗量Qs。
等速行驶时Qs=
×t(t为行驶时间)
等加速行驶时Qs=
=
+
+
+……+
等减速行驶时
=
×
(
怠速油耗,
为减速行驶的时间)
总燃油消耗量
=
×100(s为整个循环的行驶距离,单位m)
则根据公式和已知数据求出速度对应的燃油消耗率b,就可计算出燃油消耗量。
经计算得
工况
工况一(等速)
工况二
(等加速)
工况三
(等速)
工况四
(等加速)
工况五
(等速)
工况六
(等减速)
燃油消耗量(ml)
15.80482865
24.59541953
32.53210998
36.76967756
34.6628159
6.45
由上表可得式子:
×100
=11.60114243L
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