吉林大学汽车理论第二次作业

汽车理论第二次作业2.7.图2-1是某轻型货车汽油发动机的负荷特性与万有特性，货车的其他参数与题1.3相同。负荷特性曲线的拟合公式为式中，b为燃油消耗率[g/kwh]；Pe为发动机净功率（kw）拟合公式中的系数如表2-1所示怠速油耗Qid=0.299mL/s（怠速转速400r/min）。1）绘制该轻型货车的功率平衡图。2）绘制最高挡与次高挡的等速百公里油耗曲线。3）利用计算机求该货车按JB3352—1983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，可由相邻转速的两条曲线用插值法求得。六工况循环的参数如表2-2所示。解：（1）汽车功率平衡图的绘制：驱动力矩tqT=-19.313+295.27(1000n)-165.44(1000n)2+40.8747(1000n)3-3.8445(1000n)4主减速器传动比0i=5.83车速Ua=0.377n*r/(gi*i0)驱动力Ft=tqT*gi*0i*ηt/r行驶阻力（不考虑爬坡因素，加速阻力）Ff+Fw=Gf+ACD*Ua^2/21.15整合以上信息可得当一档行驶时：gi=5.56时，2.561≦Ua≦17.074当二挡行驶时：gi=2.769时，5.142≦Ua≦34.283当三挡行驶时：gi=1.664时，8.661≦Ua≦57.74当四挡行驶时：gi=1.00时，14.239≦Ua≦94.929当五挡行驶时：gi=0.793时，17.956≦Ua≦119.70汽车平衡功率方程式整理为：tateuFP3600tawfwfuPPPP3600)(阻力功率：23600)(/)(tawftwfuPPPP结合以上的公式，用MATLAB编程进行编程，绘制出图像。程序如下：clear;figure(1);m=3880;%汽车总质量r=0.367;%车轮半径Nt=0.85;%机械传动效率f=0.013;%滚动阻力系数CdA=2.77;%空气阻力系数与迎风面积的乘积i0=5.83;%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw=5.396;%车轮转动惯量之和ig1=5.56;%一档驱动力Ua1=2.561:0.001:17.074;n1=i0.*ig1.*Ua1./0.377/0.367;Ttq1=-19.313+295.27.*(n1/1000)-165.44.*(n1/1000).^2+40.874.*(n1/1000).^3-3.8445.*(n1/1000).^4;Ft1=Ttq1.*ig1.*i0.*Nt/r;Pe1=Ft1.*Ua1./Nt/3600;ig2=2.769;%二档驱动力Ua2=5.142:0.001:34.283;n2=i0.*ig2.*Ua2./0.377/0.367;Ttq2=-19.313+295.27.*(n2/1000)-165.44.*(n2/1000).^2+40.874.*(n2/1000).^3-3.8445.*(n2/1000).^4;Ft2=Ttq2.*ig2.*i0.*Nt/r;Pe2=Ft2.*Ua2./Nt/3600;ig3=1.644;%三档驱动力Ua3=8.661:0.001:57.74;n3=i0.*ig3.*Ua3./0.377/0.367;Ttq3=-19.313+295.27.*(n3/1000)-165.44.*(n3/1000).^2+40.874.*(n3/1000).^3-3.8445.*(n3/1000).^4;Ft3=Ttq3.*ig3.*i0.*Nt/r;Pe3=Ft3.*Ua3./Nt/3600;ig4=1.0;%四档驱动力Ua4=14.239:0.001:94.929;n4=i0.*ig4.*Ua4./0.377/0.367;Ttq4=-19.313+295.27.*(n4/1000)-165.44.*(n4/1000).^2+40.874.*(n4/1000).^3-3.8445.*(n4/1000).^4;Ft4=Ttq4.*ig4.*i0.*Nt/r;Pe4=Ft4.*Ua4./Nt/3600;ig5=0.793;%五档驱动力Ua5=17.956:0.001:119.709;n5=i0.*ig5.*Ua5./0.377/0.367;Ttq5=-19.313+295.27.*(n5/1000)-165.44.*(n5/1000).^2+40.874.*(n5/1000).^3-3.8445.*(n5/1000).^4;Ft5=Ttq5.*ig5.*i0.*Nt/r;Pe5=Ft5.*Ua5./Nt/3600;Ua6=0:0.001:130;%行驶阻力计算FfFw=9.81.*m.*f+CdA.*Ua6.^2/21.15;Pefw=FfFw.*Ua6./Nt/3600;plot(Ua1,Pe1,Ua2,Pe2,Ua3,Pe3,Ua4,Pe4,Ua5,Pe5,Ua6,Pefw);axis([0125075]);xlabel('Ua(km/h)');ylabel('Pe(Kw)');title('功率平衡图42100451');所得图像如下：（2）最高档和次高档等速百公里油耗曲线：求汽车等速百公里油耗，则要求发动机发出功率与汽车受到的阻力功率相等，利用表中数据使用线性插值法求出b值，然后利用公式（15.7g），即可求出对应车速的百公里油耗（L/100km）。运用线性插值法可求出Ua为25，35，45，55，65，75，85km/h时对应b值：拉格朗日线性插值y=y0*(x-x1)/(x-x0)+y1*(x-x0)/(x-x1)由excel计算得到结果如图如下：---最高档时各项数据：---次高档时各项数据：绘制图表得：关于计算六工况循环行驶百公里油耗：工况Ⅰ：以25km/h等速行驶50m时燃油消耗为Q1，gubsPQae1021，其中b值可由线性插值得到b=450.9451Q=5.8246ml工况Ⅱ：采用数值积分的方法求解（可采用Newton-Cotes梯形公式）Newton-Cotes梯形公式：dttfba≈[f(a)+f(b)]*(b-a)/2Ua=25km/h~Ua=40km/h匀加速行驶150m时燃油消耗量的计算值如下：25km/h~26km/h消耗的燃油量：1.7576mL26km/h~27km/h消耗的燃油量：1.8088mL27km/h~28km/h消耗的燃油量：1.8582mL28km/h~29km/h消耗的燃油量：1.9205mL29km/h~30km/h消耗的燃油量：1.9826mL30km/h~31km/h消耗的燃油量：2.0442mL31km/h~32km/h消耗的燃油量：2.1052mL32km/h~33km/h消耗的燃油量：2.1656mL33km/h~34km/h消耗的燃油量：2.2554mL34km/h~35km/h消耗的燃油量：2.2846mL35km/h~36km/h消耗的燃油量：2.3432mL36km/h~37km/h消耗的燃油量：2.4009mL37km/h~38km/h消耗的燃油量：2.4579mL38km/h~39km/h消耗的燃油量：2.5142mL39km/h~40km/h消耗的燃油量：2.5864mL则加速时的燃油消耗量2Q=32.4554mL工况Ⅲ：Ua=40km/h匀速行驶250m时所消耗的燃油量3Q=30.1837mL工况Ⅳ：同理可求得Ua=40km/h~Ua=50km/h加速行驶175m时的燃油消耗量：4Q=31.4122mL工况Ⅴ：Ua=50km/h匀速行驶250m时所消耗的燃油量5Q=31.5599mL工况Ⅵ：Ua=50km/h~Ua=25km/h匀减速行驶所消耗的燃油量6Q=idQ*t=5.7707mL综上可知六工况循环行驶的百公里油耗Qs=100*∑Qi/∑Si=100*137.2065/1075=12.76L/100km