汽车理论大作业32.doc

汽车理论大作业

题目：燃油经济性计算

指导老师：侯永平

作者：徐宁
学号：081828
2011年11月

题目内容：
负荷特性曲线的拟合公式为：

式中，b为燃油消耗率[g／(kw. h)]; Pe为发动机净功率(kw)
拟合式中的系数为
怠速油耗 (怠速转速400r/min)。
计算与绘制题1.3中货车的
1)汽车功率平衡图。
2)最高档与次高挡的等速百公里油耗曲线。
3）利用计算机求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗。计算中确定燃油消耗率值b时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。

一、绘制汽车功率平衡图
有效转速n=600—4000(r/min)。
ua=0.377rn/igi0(km/h)。不同档位取不同ig。
根据拟合公式分别求出各转速对应的转矩Tq=-19.313+295.27（n/1000）-165.44（n/1000）2+40.874（n/1000）3-3.8445（n/1000）4(N/m)。
再根据公式Pe=Ttq×n/9550(kw)求出净功率。
然后依次描点就得到汽车各档功率曲线。
发动机输出功率与阻力功率相平衡。
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140+Giua/3600+δmuaa/3600）
绘制功率平衡图时只考虑Pf和Pw,所以
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）
利用公式分别求出各点阻力功率，并描点画图，得到阻力曲线。

二、求最低档和最高档的等速百公里曲线
由已知条件

“计算中确定燃油消耗率值b时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。”得：
b的线性差值等同于B0，B1,B2,B3的线性差值，并依次为原理，编写了函数:
function z=doil(x,y)%x代表转速，y代表功率，z代表b
等速时首先通过有效转速范围确定ua范围。
再根据n=ua igi0/0.377r 求出对应转速。不同档位取不同ig。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：
b=doil(n,Pe)（g/(kw*h)）
求出燃油消耗率：
最后带入公式：
Qs=Pb/1.02uaρg(ρg取7.15N/L)

次高档百公里加速曲线：

最高档百公里加速曲线：

三、求解求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗
六工况可以分成三类：
等速和等加速和等减速，各段行驶速度，加速度，时间，路程都已经给出，大大简化了求解过程。
1〉等速过程。
已知速度ua，根据n=ua igi0/0.377r 求出对应转速。档位取最高档。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：
b=doil(n,Pe)（g/(kw*h)）
求出燃油消耗率：
最后带入公式(ρg取7.15N/L)：
Q=PbS/102uaρg（ml）
2〉等加速过程：
首先根据已知ua范围以及公式n=ua igi0/0.377r 求出对应转速范围（按照最高档求）。
然后利用公式：
Pe=1/η（Gfua/3600+CDAua3/76140+δmuaa/3600）（kw）
求出对应车速的发动机净输出功率。
再利用：b=doil(n,Pe)（g/(kw*h)）
求出燃油消耗率：
最后带入公式：Qt=Pb/367.1ρg(ρg取7.15N/L)
求出各个速度对应的等速单位时间油耗。
汽车行驶速度每增加1km/h所需要的时间为：
t=1/3.6a
从行驶初速度ua1加速到ua1+1km/h所需要的燃油为：
Q1=（Qt0+Qt1）t/2
累加后得：
Qa=（Qt0+Qtn）t/2+( Qt0+ Qt1+Qt2 Qt3+….. Qtn-1)t（ml）
3〉等减速过程：
Qd=Qid*td（ml）
最终：Qs=100（Q1+Q2+….Q6）/S
结果为：Qs=12.8(L/100km)

代码：matlab 7.6.0(R2008a)
一、绘制汽车功率平衡图
clear
clc
%参数初始化
I=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598;L=3.2; m=3880; r=0.367;xlvj=0.85;
Cd=2.77;f=0.013; i0=5.83; a=1.947; hg=0.9;g=9.8; ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793];
%求解功率
n=600:4000;
[x,y]=size(n);
for i=1:5
ua=0.377*n*r/i0/ig(i);
Tq=-19.313*ones(x,y)+295.27/1000*n-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;
Pe=Tq.*n/9550;
plot(ua,Pe)
hold on
end
%绘制阻力功率曲线
ua=0:110;
Pef=(m*g*f*ua/3600+Cd*(ua.^3)/76140)/xlvj;
plot(ua,Pef)
grid on
title('汽车功率平衡图')
gtext('PeI')
gtext('PeII')
gtext('PeIII')
gtext('PeIV')
gtext('PeV')
gtext('(Pw+Pf)/机械效率')
hold off
二、求最低档和最高档的等速百公里曲线
%燃油消耗率b差值函数m文件
function z=doil(x,y) %x代表转速，y代表功率Pe
n=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804]
b(:,1)=[1326.8,1354.7,1284.4,1122.9,1141.0,1051.2,1233.9,1129.7];
b(:,2)=[-416.46,-303.98,-189.75,-121.59,-98.893,-73.714,-84.478,-45.291];
b(:,3)=[72.379,36.657,14.524,7.0035,4.4763,2.8593,2.9788,0.71113];
b(:,4)=[-5.8629,-2.0553,-0.51184,-0.18517,-0.091077,-0.05138,-0.047449,-0.00075215];
b(:,5)=[0.17768,0.043072,0.0068164,0.0018555,0.00068906,0.00035032,0.00028230,-0.000038568];
if x<n(2)
B=b(1,:)+(x-n(1))*(b(2,:)-b(1,:))/(n(2)-n(1))
else if x<=n(3)
B=b(2,:)+(x-n(2))*(b(3,:)-b(2,:))/(n(3)-n(2))
else if x<=n(4)
B=b(3,:)+(x-n(3))*(b(4,:)-b(3,:))/(n(4)-n(3))
else if x<=n(5)
B=b(4,:)+(x-n(4))*(b(5,:)-b(4,:))/(n(5)-n(4))
else if x<=n(6)
B=b(5,:)+(x-n(5))*(b(6,:)-b(5,:))/(n(6)-n(5))
else if x<=n(7)
B=b(6,:)+(x-n(6))*(b(7,:)-b(6,:))/(n(7)-n(6))
else
B=b(7,:)+(x-n(7))*(b(8,:)-b(7,:))/(n(8)-n(7))
end
end
end
end
end
end
z=B(1)+B(2)*y+B(3)*y^2+B(4)*y^3+B(5)*y^4
***************************************************
clear
clc
%参数初始化
I=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;m=3880;r=0.367; xlvj=0.85;Cd=2.77; f=0.013;i0=5.83;a=1.947; hg=0.9; g=9.8;ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793]; p=7.15;
%最高档等速百公里曲线
n=600:3500;
[x,y]=size(n);
ua=0.377*n*r/i0/ig(5);
Pe=(m*g*f*ua/3600+Cd*(ua.^3)/76140)/xlvj
for i=1:y
b=doil(n(i),Pe(i));
Q(i)=Pe(i)*b/1.02/ua(i)/p;
end
plot(ua,Q)
grid on
title('最高档等速百公里曲线')
xlabel('ua(km/h)')
ylabel('Qs(L/100km)')
%最低档等速百公里曲线
figure
n=600:4000;
[x,y]=size(n);
ua=0.377*n*r/i0/ig(1);
Pe=(m*g*f*ua/3600+Cd*(ua.^3)/76140)/xlvj
for i=1:y
b=doil(n(i),Pe(i));
Q(i)=Pe(i)*b/1.02/ua(i)/p;
end
plot(ua,Q)
grid on
title('最低档等速百公里曲线')
xlabel('ua(km/h)')
ylabel('Qs(L/100km)')
三、求解求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗
clear
clc
%参数初始化
I=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;m=3880;r=0.367; xlvj=0.85;Cd=2.77; f=0.013;i0=5.83;a=1.947; hg=0.9; g=9.8;ig=[5.56;2.769;1.644;1.00;0.793]; p=7.15;
%第一阶段
ua1=40;s(1)=125;t1=11.3;
n1=ua1*i0*ig(5)/r/0.377;
Pe1=(m*g*f*ua1/3600+Cd*(ua1^3)/76140)/xlvj;
b1=doil(n1,Pe1);
Qt1=Pe1*b1/367.1/p;
Q(1)=Qt1*t1;%ml
%第二阶段
a2=0.2;%m/s^2
s(2)=175;%m
t2=14;%s
ua2=50;%km/h
uax=ua1:ua2;
dot=1/3.6/a2;
[x,y]=size(uax);
n2=uax*i0*ig(5)/r/0.377;
Pe2=(m*g*f*uax/3600+Cd*(uax.^3)/76140)/xlvj;
for i=1:y
b2(i)=doil(n2(i),Pe2(i));
Qt2(i)=Pe2(i)*b2(i)/367.1/p;
end
Q(2)=(sum(Qt2)-Qt2(1)/2-Qt2(y)/2)*dot;
%第三阶段
ua3=50;s(3)=250;t3=18;
n3=ua3*i0*ig(5)/r/0.377;
Pe3=(m*g*f*ua3/3600+Cd*(ua3^3)/76140)/xlvj;
b3=doil(n3,Pe3);
Qt3=Pe3*b3/367.1/p;
Q(3)=Qt3*t3;%ml
%第四阶段
a4=0.17;%m/s^2
s(4)=250;%m
t4=16.3;%s
ua4=60;%km/h
uax=ua3:ua4;
dot=1/3.6/a2;
[x,y]=size(uax);
n4=uax*i0*ig(5)/r/0.377;
Pe4=(m*g*f*uax/3600+Cd*(uax.^3)/76140)/xlvj;
for i=1:y
b4(i)=doil(n4(i),Pe4(i));
Qt4(i)=Pe4(i)*b4(i)/367.1/p;
end
Q(4)=(sum(Qt4)-Qt4(1)/2-Qt4(y)/2)*dot;
%第五阶段
ua5=60;s(5)=250;t5=15.0;
n5=ua5*i0*ig(5)/r/0.377;
Pe5=(m*g*f*ua5/3600+Cd*(ua5^3)/76140)/xlvj;
b5=doil(n5,Pe5);
Qt5=Pe5*b5/367.1/p;
Q(5)=Qt5*t5;%ml
%第六阶段
a6=0.26;%-m/s^2
s(6)=300;%m
t6=21.6;%s
Qid=0.299;%ml/s
Q(6)=Qid*t6;
%汇总
Qs=sum(Q)/sum(s)*100