汽车理论大作业

1、汽车理论实习实习报告别克凯越1.6LE-AT 2011款综合性能分析学 院：专业班级：指导老师：实习时间：姓 名： 学 号： 成 绩：姓 名： 学 号： 成 绩：组员任务分配： 动力性，燃油经济性制动性，操纵稳定性目录一、别克凯越1.6LE-AT 2011款动力性分析11.发动机主要参数12.参数计算33.驱动力和行驶阻力平衡图64.动力特性图75.功率平衡图8二、别克凯越1.6LE-AT 2011款燃油经济性分析101.百公里油耗估算102.等速行驶百公里燃油消耗量计算123.等加速行驶工况燃油消耗量的计算134.等减速行驶工况燃油消耗量的计算165.数据分析16三、别克凯越1.6LE-AT

2、 2011款制动性分析181.结构参数182.参数分析18四、别克凯越1.6LE-AT 2011款操纵稳定性分析231.结构参数232.参数分析23一、别克凯越1.6LE-AT 2011款动力性分析1.发动机主要参数整车技术参数项 目别克凯越1.6LE-AT 2011整车尺寸长×宽×（mm）4515×1725×1445轴距 （mm）2600轮距前轮 （mm）1475后轮 （mm）1476最小离地间隙 （mm）125空气阻力系数CD0.338整备质量整车 （kg）1260迎风面积（m2）2.277轮胎195/55 R15动力参数发动机项目别克凯越1.6LE

3、-AT 2011发动机型号汽缸数和排列形式直列4缸每汽缸气门数4总排量 1600最大输出/对应转速 （kw/rmp）81/6000最大扭矩/对应转速 （nm/rmp）146/4000最高车速 （km/h）172km/h最高转速 （r/min）最大扭矩3600最大功率6000变速器项目传动比挡2.989挡1.568挡1.000挡0.701主减速器3.4632.参数计算（1）转矩和功率计算根据发动机的最大功率和最大功率时的发动机转速，则发动机的外特性的功率曲线可用下式估算： -汽油机中C1=C2=1， n 为发动机转速(rmin), Pe max =81kw，=6000r/min；发动机功率Pe和

4、转矩 之间有如下关系： 可得发动机外特性中的功率与转矩曲线：5007.27 138.76 最低稳定转速点100015.38 146.82 150024.05 153.08 200033.00 157.56 250041.95 160.24 300050.63 161.14 最高转矩点350058.73 160.24 400066.00 157.56 450072.14 153.08 500076.88 146.82 550079.92 138.76 600081.00 128.91 最高功率点（最高转速点）可得，发动机外特性图：分析：该车实际的发动机外特性图上的转矩曲线有两个峰值，与一般外特性

5、图相比，出现这种情况的原因应该是因为在求这两个图的功率和转矩所用的拟合公式不一样，思路也不一样引起的误差。（2）驱动力计算尺寸参数4515*1725*1445最小离地间隙125（mm）整车装备质量1260（kg）轮胎195/55 R15一挡传动比2.989二挡传动比1.568三挡传动比1.000四挡传动比0.701主减速比3.463空气阻力系数0.338根据别克凯越 1.6的轮胎规格195/55 R15计算半径r=（19555%2+1525.4）/2»298mm=0.30m取传动系机械效率为=0.9 计算出在一至五挡各挡位中在不同转速下的汽车行驶速度和驱动力：挡位挡位第一挡5005.

6、42 4341.40 第二挡10.34 2277.46 100010.84 4593.48 20.67 2409.70 150016.27 4789.55 31.01 2512.55 200021.69 4929.59 41.35 2586.02 250027.11 5013.62 51.68 2630.10 300032.53 5041.63 62.02 2644.79 350037.96 5013.62 72.35 2630.10 400043.38 4929.59 82.69 2586.02 450048.80 4789.55 93.03 2512.55 500054.22 4593.4

7、8 103.36 2409.70 550059.65 4341.40 113.70 2277.46 600065.07 4033.30 124.04 2115.83 挡位挡位 第三挡50016.21 1452.46 第四挡23.12 1018.17 100032.41 1536.80 46.24 1077.29 150048.62 1602.39 69.36 1123.28 200064.83 1649.24 92.48 1156.12 250081.04 1677.36 115.60 1175.83 300097.24 1686.73 138.72 1182.40 3500113.45 16

8、77.36 161.84 1175.83 4000129.66 1649.24 184.96 1156.12 4500145.87 1602.39 208.08 1123.28 5000162.07 1536.80 231.20 1077.29 5500178.28 1452.46 254.32 1018.17 6000194.49 1349.38 277.44 945.92 在水平路面上，滚动阻力Ff = Gf轿车轮胎的滚动阻力系数可估算： ，取f 0 = 0.014已知质量m = 1260kg ，故重力G = mg =1260*9.8 =12348N所以Ff=Gf=12348×0

9、.014×(1+/19400) =172.87×(1+ /19400)空气阻力：已知C D =0.338，计算A 1725×(1445-125) ×10-6= 2.28所以得到：Fw=Cd×A×/21.15=0.036有此得：Ff+Fw=172.87(1+ /19400) +0.0363.驱动力和行驶阻力平衡图根据以上不同挡位下速度与驱动力之间的关系及Ff+Fw函数关系曲线绘制驱动力行驶阻力平衡图：分析：由平衡图可以看出，汽车的最高车速为170km/h，与理论最高车速172km/h很相近，比较符合，还可以看出，这辆车的最高速出现的次高

10、挡上，与一般的车最高的车速出现在最高挡存在区别。还可以看出，当车速低于最高车速时，驱动力大于行驶阻力，这样，汽车就可以利用剩余下来的驱动力加速或爬坡。4.动力特性图汽车动力因素D ：计算滚动阻力系数f：由此可得汽车动力特性图：分析：汽车达到最高车速，加速度为0，爬坡度为0，当D=f，这是，曲线交点就是最高车速，最高车速出现在三挡，与驱动力-行驶阻力平衡图出现的最高车速一样，最高车速一样是170km/h，与理论比较接近。由动力特性图还可以看出，一档的动力因素最大，可以粗略的代表汽车的最大爬坡能力。5.功率平衡图汽车的阻力功率：代入相应的数据绘制得同一坐标系下汽车功率平衡图：分析：在不同挡位上，发

11、动机功率大小的变化范围不变，只是各挡发动机功率曲线所对应的车速位置不同。且抵挡时车速低，对应的速度变化区域窄；高挡时车速高，对应的速度变化区域宽。阻力功率曲线是一条斜率越来越大的曲线。它与挡位无关，只与车速有关，所以高速时，汽车主要克服阻力而消耗功率。由平衡图可以看出最大的功率大概在81kw阻力功率曲线与3挡曲线交于一点，这点为最高车速，但是这时的最高车速为178km/h，与之前做出的数据有偏差。二、别克凯越1.6LE-AT 2011款燃油经济性分析1.百公里油耗估算 说明： 货车一般采用“六工况循环”，轿车采用“十五工况循环”燃油经济性试验，由于“十五工况循环”复杂，所以本数据采用“六工况燃

12、料测试循环”（货车用）实验方法进行估算，再折合成算数平均百公里耗油量测定值。计算中重力加速度取9.8m/s2；汽油密度g取7.0N/L；实验过程:工况行程（m）时间（s）累计行程（m）车速（km/h）加速度（m/s²）I12511.312540等速17514.030040500.225018.055050等速25016.380050600.1725015.0105060等速30021.613506040-0.26查看所有汽车的万用特性曲线图：由一般的万有特性曲线图看出，已知汽车的车速=150km/h，发动机功率=43kW，可在万有特性图上确定燃油消耗率b=270g/(kW·

13、h)。2.等速行驶百公里燃油消耗量计算测试中的等速工况为I、III、V 工况，计算方法相同，归为一类计算。在良好的路面上等速行驶100km 的燃油消耗量为：（ml） 其中： ()而 对于轿车来说，在良好的沥青水泥路面上，取=0.014，则：（），其中Ua为（km/h） 另外 另外已知=0.9 不同的车速对应不同的转速： 对于汽油车来说： =7N/L 工况车速（km/h）滚动系数f行驶阻力(N)行驶风阻(N)输出功率(kw) 400.0152187.1358.223.03III 500.0158195.1590.974.42 600.0166204.95131.006.22对应于不同车速Ua（k

14、m/h），发动机的转速为，b=1120-120Pe+7 Pe* Pe-0.2 Pe* Pe *Pe+0.002 Pe* Pe* Pe* Pe结合上述功率，对发动机万有特性曲线图进行插值估算，得车辆等速行驶事的相应燃油消耗率b，列表如下：工况车速（km/h）发动机转速(r/min)输出功率(kw)燃油消耗率(g/kW·h)40 1933.313.03281.43III502416.634.42281.68602899.96.22279.07则，三个等速工况的单位时间燃油消耗量及燃油消耗量Q=Qt·t（ml），列表如下：工况时间燃油消耗率(g/kW·h)单位时间燃料消

15、耗量(mL/s)燃油消耗量(ml)11.3281.430.333.73III18281.680.488.6415279.070.6810.23.等加速行驶工况燃油消耗量的计算测试中的、工况同属这一工况，归一类计算。将整个等加速过程分割成10个区间，以速度每增加1km/h为一区间，则每个区间长度（即车辆行驶速度每增加1km/h所需时间）为，对于、工况，分别为，每个区间的其实终了车速所对应时刻的单位时间燃油消耗量为（ml）；此时，其中计算方法与等速工况相同，为车辆克服加速阻力所消耗功率，计算如下：，其中，对于轿车取=0.06，=0.04，则；结合车型数据，对应车速及对应加速度，取=0.9，列表计算

16、相应功率如下：工况车速（km/h）加速度（m/ s2） 输出功率（kw）400.206.64416.85427.07437.29447.51457.74467.97478.20488.44498.68508.93 500.178.25518.49528.73538.97549.22559.48569.735710.005810.275910.546010.82根据不同车速，发动机转速，结合上述功率，对发动机万有特性图进行插值估算。得车辆等加速行驶时的相应燃油消耗率b列表如下：工况车速（km/h）转速(r/min)输出功率(kw)燃油消耗率(g/kW·h)401933.316.6457

17、7.27411981.646.85566.56422029.977.07556.00432078.317.29545.59442126.647.51535.32452174.977.74525.21462223.307.97515.26472271.648.20505.46482319.978.44495.82492368.308.68486.35工况车速（km/h）转速(r/min)输出功率(kw)燃油消耗率(g/kW·h)502416.638.25503.40512464.978.49493.88522513.308.73484.51532561.638.97475.295426

18、09.979.22466.22552658.309.48457.30562706.639.73448.54572754.9610.00439.94582803.3010.27431.50592851.6310.54423.22则两个等加速阶段的燃油消耗量+，列表计算如下：工况车速（km/h）单位时间燃油消耗量（mL/s）区间时间（s） 燃油消耗量（ml）401.491.38926.27411.51421.53431.55441.56451.58461.60471.61481.63491.64501.65 501.62 1.63433.04511.63521.65531.66541.67551.

19、69561.70571.71581.72591.74601.754.等减速行驶工况燃油消耗量的计算测试中的工况为等减速工况。等减速时，发动机属于强制怠速工况，其油耗量为正常怠速油耗，查凯越的正常怠速油耗为 0.26 ml/s又减速工况持续时间为 21.6是，则减速过程的燃油消耗量，所以Qd=5.62ml5.百公里油耗计算整个实验过程油耗量，由实验数据得Q=3.73+26.27+8.64+33.04+10.2+5.62=87.5（ml）则整个实验循环过程，行驶的距离是s=1350m，则=87.5/1350*100=6.48（L/100km）5.数据分析（1）误差分析： 这次油耗采用“六工况循环试

20、验”方法测试，得出的百公里燃油消耗量为6.9565（L/100km)，与标准的工信部的百公里油耗量6.1/100km数据存在误差。分析：六工况循环试验方法是测试货车燃油消耗情况，在最后折算过程中存在计算误差。燃油密度取值偏小，计算时燃油消耗量偏大。迎风面积计算时按照A=B（H-h）计算，实际的车头是倾斜，迎风面积相对较小，风阻较小。轮胎胎压较小，与地面接触面较大，附着力较大，输出功率偏大。燃油消耗率偏大，由于b是通过推导方程计算，结果比较得出，b比实际数据偏大，而且相差20%-30%，是误差影响的一大因素。空气阻力系数偏大，Cd取值偏大，传动效率偏大。发动机的燃油消耗率，一方面和发动机的种类，

21、涉及制造水平有关；另一方面又和汽车行驶时发动机的负荷率有关。负荷率低时，燃油消耗率b增大。  （2）提高燃油经济性：最小传动比影响到最高车速以及发动机的负荷率，最小传动比的合理选择可以使得汽 车高速时的发动机负荷率高，提高燃油经济性。 档位数目越多，提高了发动机在最经济工况下工作的可能性，有利于提高燃油经济性。  各档位之间的分布，采用等比分布的车辆，可以提高汽车的加速能力。但是目前大多利用非等比级数来分配传动比。这主要是考虑到各档利用率差别很大的缘故。在高档处的传动比间隔小写，可以提高汽车的燃油经济性。17三、别克凯越1.6LE-A

22、T 2011款制动性分析1.结构参数载荷质量(m/kg)质心高（hg/mm）轴距(L/m)质心至前轴距离(a/mm)制动力分配系数空载1260530260012200.707满载16505902600 12500.7072.参数分析（1）理想的前、后轮制动器制动力分配曲线：前、后制动器制动力、的关系曲线，其前、后车轮同时抱死的条件： 将 代入得 整理消去得： 上式即为前、后车轮同时抱死时前、后制动器制动力的关系曲线，简称I曲线。将m、b、L代入上式得：空载： 满载 ： （2）实际前、后制动器制动力分配线，简称线：由,其中为总制动器制动力，,即：，得。将=0.707代入得：I曲线空载： I曲线满

23、载： 作出线与I曲线图:I曲线与线由图可知线与I曲线满载的交点对应值为：4.93KN 11.9KN ,因为，即6440+14600=*18179可得：=0.89此时的称为同步附着系数，其说明前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在同步附着系数的路面上制动时才能使前、后车轮同时抱死。分析线与I曲线在不同值路面上的制动过程：当<时，线位于I曲线下方，制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但失去转向能力。当>时，线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死，因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。当=时，汽车在制动时，前、后轮将同时抱死，此时的制动减速度为g，即0.803g,也是一种稳定

24、工况，但失去转向能力。（3）利用附着系数与制动效率利用附着系数的定义为： 式中， 对应于制动强度z ，汽车第i 轴产生的地面制动力； 为制动强度z时，地面对第i 轴的法向反力； 为第i 轴对应于制动强度z的利用附着系数。设汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时产生的减速度，则：前轴的利用附着系数 后轴的利用附着系数 把,L,a,等数值带入，可得：空载：， 满载：， 制动效率的定义为车轮不锁死的最大制动减速度与车轮和地面间摩擦因数的比值，即车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比，即车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。因此由利用附着系数公式可得：前轴的制动效率 后轴的制动效率 空载时，总是后轮先抱死，即空载时只需作出后轮的制动效率曲线。代入、L 、a 、等数值，可得：满载： ，;空载：;满载时的同步附着系数为0.803，即无任何车轮抱死所要求的路面附着系数为0.803。在<的路面上，前轮先抱死；在>的路面上，后轮先抱死。四、别克凯越1.6LE-AT 2011款操纵稳定性分析1.结构参数载荷质量m/kg质心高hg/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力