%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合
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发动机油耗计算方法公式发动机油耗是指发动机在工作过程中消耗的润滑油的量。
精确计算发动机油耗对于评估发动机性能、调整燃油供给系统以及预测燃油消耗具有重要意义。
下面将介绍一种常用的发动机油耗计算方法公式。
发动机油耗计算方法公式如下:油耗(L/h)= 油耗率(g/kWh)× 功率(kW)÷ 燃油密度(g/L)其中,油耗率是指单位功率下发动机消耗的燃油量,单位为克每千瓦时(g/kWh)。
功率是发动机的输出功率,单位为千瓦(kW)。
燃油密度是指燃油的质量密度,单位为克每升(g/L)。
发动机油耗计算方法的具体步骤如下:1. 确定发动机的油耗率。
油耗率是发动机工作时消耗的燃油量与发动机输出的功率之比。
一般来说,发动机的油耗率是由发动机制造商提供的技术参数或通过实验测试得到的。
2. 测量发动机的功率。
发动机的功率可以通过测量发动机输出轴的扭矩和转速来计算得到。
也可以通过使用功率测量仪器来直接测量发动机的输出功率。
3. 获取燃油密度数据。
燃油密度是指燃油的质量与体积之比。
可以通过查询燃油的物性参数或利用实验测试得到燃油的密度。
4. 将上述数据代入发动机油耗计算方法公式中,进行计算。
需要注意的是,发动机油耗计算方法公式中的单位需要保持一致。
一般来说,油耗率以克每千瓦时(g/kWh)为单位,功率以千瓦(kW)为单位,燃油密度以克每升(g/L)为单位。
在代入计算时,需要将不同的单位进行换算,确保计算结果的准确性。
发动机油耗计算方法可以帮助我们了解发动机的燃油消耗情况,并为调整燃油供给系统、优化发动机性能提供参考。
通过合理的发动机油耗计算,可以降低燃油消耗,提高发动机的经济性和环保性能。
发动机油耗计算方法公式为油耗(L/h)= 油耗率(g/kWh)× 功率(kW)÷ 燃油密度(g/L)。
通过测量油耗率、功率和燃油密度,可以准确计算发动机的油耗情况,为发动机性能评估和燃油消耗预测提供依据。
汽车理论作业已知某轻型货车的汽油发动机使⽤外特性的 tq T n ?曲线的拟合公式为Ttq=-19.313+295.27(n/1000)-165.44(n/1000)^3+40.8747(n/1000)^3-3.8445(n/1000)^4 式中,Ttq为发动机转矩(N·m);n为发动机转速(r/min)。
发动机的最低转速600r/min,最⾼转速4000r/min 。
该车的其他基本参数如表 1-4 所⽰。
表 1-4 某轻型货车的基本参数装载质量/kg 2000整车整备质量/kg 1800总质量/kg 3880车轮半径/m 0.367传动系机械效率ηt 0.85滚动阻⼒系数 f 0.013空⽓阻⼒系数×迎风⾯积/m2 2.77主减速器传动⽐ i0 5.83飞轮转动惯量 /(kg·m2) 0.218⼆前轮转动惯量 IW1/(kg·m2) 1.798四后轮转动惯量 IW2/(kg·m2) 3.598轴距 L /m 3.2质⼼距前轴距离(满载)a /m 1.947质⼼⾼(满载)hg /m 0.9变速器(4挡和 5挡)的传动⽐如表 1-5所⽰。
变速器传动⽐1 挡2 挡3 挡4 挡5 挡五挡变速器 5.56 2.769 1.644 1.0 0.793确定该轻型货车的动⼒性能与燃油经济性。
万有特性的拟合公式为b=B0+B1*Pe+B2*pe^2+B3*Pe^3+B4*Pe^4式中,b为燃油消耗率[g/(kW*h)];Pe为发动机净功率(kw)。
拟合公式中的系数为:怠速油耗Qid=0.299Ml/s(怠速转速400r/min)。
1)绘制汽车驱动⼒—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 2 挡起步加速⾏驶⾄ 70km/h的车速—时间曲线,求汽车⽤2挡起步加速⾏驶⾄70km/h的时间。
第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答:1)定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。
2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失,即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3)作用形式:滚动阻力 fw F f = rT F f f =(f 为滚动阻力系数)1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关?提示:滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。
1.3、确定一轻型货车的动力性能(货车可装用4档或5档变速器,任选其中的一种进行整车性能计算): 1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2)求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3)绘制汽车行驶加速倒数曲线,用图解积分法求汽车有Ⅱ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Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。
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432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 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n min =600r/min ,最高转速n max =4000 r /min 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg车轮半径 0.367 m 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C D A =2.772m主减速器传动比 i 0=5.83飞轮转功惯量I f =0.218kg ·2m二前轮转动惯量I w 1=1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w 2=3.598kg ·2m变速器传动比 i g (数据如下表)轴距 L =3.2m质心至前铀距离(满载) α=1.947m质心高(满载) h g =0.9m 解答:1)(取四档为例) 由u F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→即 ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=og i i rn u 377.0=行驶阻力为w f F F +:215.21aD w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U += 由计算机作图有※本题也可采用描点法做图: 由发动机转速在min /600n min r =,min /4000n maxr =,取六个点分别代入公式:……………………………… 2)⑴最高车速:有w f t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F +=分别代入a U 和t F 公式:2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q +=把q T 的拟和公式也代入可得:n>4000而4000max =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max==U Km/h⑵最大爬坡度:挂Ⅰ档时速度慢,Fw 可忽略:⇒)(max w f t i F F F F +-= ⇒GfF Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max -=-=f GF i t=0.366(3)克服该坡度时相应的附着率 zx F F =ϕ忽略空气阻力和滚动阻力得:6.0947.12.3*366.0/=====a il la i F Fi zϕ3)①绘制汽车行驶加速倒数曲线(已装货):40.0626)(1f D g dudt a-==δ(GFw Ft D -=为动力因素)Ⅱ时,22022111r i i I mrI m T g f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++==1.128 ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 215.21a D w U A C F =由以上关系可由计算机作出图为:②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
一、设计目的本次课程设计利用所学的汽车理论知识,计算某货车的燃油经济性,该汽车各参数为装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880kg车轮半径 r=0.367m传动系传动效率 t=0.87滚动阻力系数 f=0.013空气阻力系数×迎风面积 CD×A=2.77m2主减速器传动比 i=5.28飞轮转动惯量 If=0.218kg*m2二前轮转动惯量 Iw1=1.798kg*m2四后轮轮转动惯量 Iw2=3.598kg*m2表一:变速器传动比汽车外特性的Tq-n曲线拟合公式为T q=−19.313+295.27×(n1000)−165.44×(n1000)2+40.874×(n1000)3−3.8445×(n1000)4式中 Tq为发动机转矩(N·m);n为发动机转速(r/min)发动机最低转速为600r/min,发动机最高转速为4000r/min。
汽车负荷特性曲线拟合公式为b=B0+B1P e+B2P e2+B3P e3+B4P e4表二:拟合式中各系数怠速油耗:Qid=0.299ml/s(怠速转速400r/min)题目要求:1.根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性和转矩外特性曲线;2.绘制功率平衡图;3.绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图;4.绘制汽车最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b;5.绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线;6.求解六工况(GB/T 12545.2-2001)行驶的百公里油耗;7.列表表示最高挡和次高挡等速行驶时,在20整数倍车速的参数值(将无意义的部分删除),例表见表6。
经济性计算时,取汽油密度0.742g/mL,柴油密度0.830g/mL二、解题过程第一题:根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性和转矩外特性曲线汽车外特性的Tq-n曲线拟合公式为T q=−19.313+295.27×(n1000)−165.44×(n1000)2+40.874×(n1000)3−3.8445×(n1000)4 P e=T q×n9550根据Matlab软件绘制功率外特性和转矩外特性曲线先将n按定等长取不同的值,带入到拟合公式中,求得不同n下的Tq,然后通过T q 与n求得Pe,再绘制Pe—n和Tq—n图像。
汽车理论课后习题MATLAB编程1.3 确定一轻型货车的动力性能(货车可装用4挡或5挡变速器,任选其中的一种进行整车性能计算):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2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2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。
解:(1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速:n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序:n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序:clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动,最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动,最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t(s)');ylabel('速度ua(km/h)');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
发动机原理 习题第一章 发动机工作循环及性能指标[1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。
答:由混合加热循环热效率公式:知提高压缩比可以提高发动机热效率。
[2] 为什么汽油机的压缩比不宜过高?答:汽油机压缩比的增加受到结构强度、机械效率和燃烧条件的限制。
1、增高将Pz 使急剧上升,对承载零件的强度要求更高,增加发动机的质量,降低发动机的使用寿命和可靠性2、增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加,及运动件惯性力的增大,从而导致机械效率下降3、增高导致压缩终点的压力和温度升高,易使汽油机产生不正常燃烧即爆震[3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V 图,并标明各项损失。
[4]何为指示指标?何为有效指标?答:指示指标:以工质在气缸内对活塞做功为基础,评价工作循环的质量。
有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础,评价整机性能。
[5] 发动机机械损失有哪几部分组成?答: 发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。
[6] 写出机械效率的定义式,并分析影响机械效率的因素。
影响机械效率的因素:1、转速ηm 与n 似呈二次方关系,随n 增大而迅速下降;2、负荷 负荷¯时,发动机燃烧剧烈程度¯,平均指示压力¯;而由于转速不变,平均机械损失压力基本保持不变。
则由 ,机械效率下降 当发动机怠速运转时 ,机械效率=0;3、润滑油品质和冷却水温度 冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。
[7] 试述机械损失的测定方法。
机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。
常用的方法有:倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。
)1()1(1111-+--⋅-=-ρλλρλεηk k k t im m p p -=1ηimi m i e i e m p p N N p p N N -=-===11η(1)倒拖法步骤:1.让内燃机在给定工况下稳定运转,是冷却水和机油温度达到给定值;2.切断燃油供应或停止点火,同时将电力测功器转换为电动机,以原给定速度倒拖内燃机空转,并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。
s 第一章 汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义,产生机理和作用形式。
答:车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。
产生机理和作用形式:(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时,轮胎的变形是主要的,由于轮胎有内部摩擦,产生弹性迟滞损失,使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。
由于弹性迟滞,地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的,这样形成的合力Fz 并不沿车轮中心(向车轮前进方向偏移a )。
如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合,则有一附加的滚动阻力偶矩Tf=Fz *a 。
为克服该滚动阻力偶矩,需要在车轮中心加一推力Fp 与地面切向反作用力构成一力偶矩。
(2)轮胎在松软路面上滚动时,由于车轮使地面变形下陷,在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面,对车轮前进产生阻力。
(3)轮胎在松软地面滚动时,轮辙摩擦会引起附加阻力.(4)车轮行驶在不平路面上时,引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功,也是滚动阻力的作用形式. 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关?答:滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。
1.3 确定一轻型货车的动力性能(货车可装用4挡或5挡变速器,任选其中的一种进行整车性能计算):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2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2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中,Tq 为发动机转矩(N •m );n 为发动机转速(r/min )。
第一章 汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义,产生机理和作用形式。
答:车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。
产生机理和作用形式:(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时,轮胎的变形是主要的,由于轮胎有内部摩擦,产生弹性迟滞损失,使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。
由于弹性迟滞,地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的,这样形成的合力z F 并不沿车轮中心(向车轮前进方向偏移a )。
如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合,则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =⋅。
为克服该滚动阻力偶矩,需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。
(2)轮胎在松软路面上滚动时,由于车轮使地面变形下陷,在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面,对车轮前进产生阻力。
(3)轮胎在松软地面滚动时,轮辙摩擦会引起附加阻力。
(4)车轮行驶在不平路面上时,引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功,也是滚动阻力的作用形式。
1.2滚动阻力系数与哪些因素有关?答:滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。
okm1.3 确定一轻型货车的动力性能(货车可装用4挡或5挡变速器,任选其中的一种进行整车性能计算):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2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2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中,Tq 为发动机转矩(N •m );n 为发动机转速(r/min )。
%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合
clear all
be1=[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7];
Ttq1=[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8];
T1=80:320/9:400;%转换矩阵格式
Be1=interp1(Ttq1,be1,T1,'spline');%n=1400r/min时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0];
Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7];
T2=39:371/9:410;
Be2=interp1(Ttq2,be2,T2,'spline');
be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6];
Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1];
T3=46:363/9:409;
Be3=interp1(Ttq3,be3,T3,'spline');
be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8];
Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7];
T4=30:396/9:426;
Be4=interp1(Ttq4,be4,T4,'spline');
be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9];
Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8];
T5=37:384/9:421;
Be5=interp1(Ttq5,be5,T5,'spline');
be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8];
Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4];
T6=52:353/9:405;
Be6=interp1(Ttq6,be6,T6,'spline');
be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9];
Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76.3,34.1];
T7=34:344/9:378;
Be7=interp1(Ttq7,be7,T7,'spline');
be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1];
Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4];
T8=22:294/9:316;
Be8=interp1(Ttq8,be8,T8,'spline');
B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8'];
N=[1400*ones(10,1);1600*ones(10,1);1800*ones(10,1);2000*ones(10,1);2200* ones(10,1);2400*ones(10,1);2600*ones(10,1);2800*ones(10,1)];
Ttqn=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8'];
G=[ones(80,1),N,Ttqn,N.^2,N.*Ttqn,Ttqn.^2];
A=G\B;%A为6*1矩阵
[n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600);%生成n-Ttq平面上的自变量“格点”矩阵
be=A(1)+n.*A(2)++Ttq*A(3)+n.^2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.^2*A(6);
Pe=Ttq.*n/9550;
%外特性实验数据拟合
Nw=[1403,1597,1797,1986,2102,2199,2303,2400,2507,2598,2700,2802];
Ttqw=[474,497,515,526,528.8,522.8,509.5,492.2,471.2,448.4,408.3,357.4]; n0=1400:2800;
Ttqw_N=interp1(Nw,Ttqw,n0,'spline');
h=repmat(Ttqw_N,501,1);
ii=find(Ttq>h);%确定超出边界的“格点”下标
be(ii)=NaN;%强制为非数
Pe(ii)=NaN;%强制为非数
%绘制等燃油消耗率曲线和等功率曲线三维拟合图
subplot(1,2,1);
mesh(n,Ttq,be);
hold on;
mesh(n,Ttq,Pe);
axis([1000,3000,100,600,0,500]);
hold on;
xlabel('n(r/min)')
ylabel('Ttq(N*m)')
zlabel('Pe(KW) be(g/(KW*h))')
title('等燃油消耗曲线和等功率曲线的三维拟合图')
%绘制边界线(外特性曲线)
subplot(1,2,2);
plot(n0,Ttqw_N,'LineWidth',2);
axis([1400,2800,100,550]);
xlabel('n(r/min)');
ylabel('Ttq(N*m)');
title('万有特性曲线');
hold on;
%绘制等油耗率曲线的二维图
B=contour(n,Ttq,be,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(B);%把“等位值”沿等位线随机标识
hold on;
%绘制等功率曲线的二维图
P=contour(n,Ttq,Pe,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(P);%把“等位值”沿等位线随机标识
legend('等油耗曲线','等功率曲线','外特性曲线') hold off
217243
243270
270297
297323323350350376376403403430430430456
45645648323.8
32.941.95160.169.2
78.3
87.496.5106106115115。