课程设计 总布置.doc

1、1设计题目：汽车动力总成匹配与整体设计2设计题目 汽车动力总成匹配与整体设计成绩课程设计主要内容课程设计的主要内容有：1，1130kr1型载货汽车的设计任务；2，汽车动力总成匹配方案；3，所选动力总成匹配方案的动力性经济性计算；4，动力总成匹配方案动力性经济性评价指导老师评语签名: 2013年 月 日3目录1,设计任务书.42,动力总成匹配方案.53,匹配方案动力性经济性计算.64,匹配方案动力性经济性评价.95,参考文献.1041130KR1型载货汽车设计任务书产品名称 XXX1130KR1型载货汽车产品型号 XXX1130KR1结构区别号 201/202型式 4X2后轮驱动主要技术参数外形

2、尺寸（长宽高） 898024763061货箱内部尺寸（长宽高） 6400x2300x550轴距 5000前轴 1900轮距 后轴 1800前悬 1533尺寸参数（mm） 悬长 后悬 2447厂定最大总质量 13000前/后轴荷（最大总质量状态） 4290/8710整车整备质量 5500质量参数（kg） 装载质量 7500（含3人）最高车速（km/h） 95最大爬坡度（%） 30原地起步换档加速至80km/h时间（s）52直接档由20km/h加速至80m/h时间（s）48V0=50km/h滑行距离（m） 550直接档最低稳定车速（km/h） 24最小离地间隙（满载） .(mm)249最小转弯直径

3、（m） 18接近角（ ）离去角（ ） 14接近角（ ） 18限定条件下平均使用燃料消耗量（L/100km）16制动距离（V0=30km/h）（m） 9性能参数驻坡度（%） 205中卡动力匹配方案方案：6105（140Kw）发动机配CA6T138-85变速箱，8.25-20轮胎，395膜片弹簧离合器（1）变速箱速比如下：档位 1号箱 7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.7832号箱 7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.8473号箱 7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.8204号箱 6.352 3.656 2.16

4、7 1.363 1.00 0.739（2）后桥速比可选配：序号 1 2 3 4速比 4.875 5.125 5.284 6.33（3）驱 动 轮 轮 胎 为 8.25-20其 滚 动 半 径 为 0.464m， 迎 风 面 积 为 5.575m2,空 气 阻 力 系 数 取 为0.85， 传 动 系 效 率 为 0.9。就 上 述 6105发 动 机 和 四 种 变 速 箱 速 比 及 四 种 后 桥 速 比 共 计 16种 方 案 分 别 进 行 动 力 性 、 经 济 性计 算 。选定方案：1号方案，序号5变速箱速比 7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783后

5、桥速比 5.125动力总成匹配方案的计算一，发动机功率选择计算计算参数：传动效率 T=0.9汽车总质量 Mt=13000KG最高车速 Vmax=95km/h(满载) 空气阻力系数 CD=0.85迎风面积 A=5.575滚动阻力系数 f=0.02 最大功率Pmax= = 134.00kW3maxmax*1( )0.93676140t DMgfCAV比功率：比功率= =10.31kW/taxt二，动力性计算设计参数：总质量 Mt=13000KG滚动阻力系数 f=0.02 空气阻力系数 CD=0.85变速箱传动比 7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783主减速比 5.1

6、25 传动效率 =0.9轮胎滚动半径 r=0.464m 迎风面积 A=5.5756发动机外特性图1，最高车速计算方法：图解法，作汽车的驱动力-行驶阻力平衡图，最高档行驶时驱动力与行驶阻力的交点对应的车速就是最高车速。程序：clcclear;n=727.869 852.459 970.492 1101.64 1318.03 1586.89 1796.72 1960.66 2091.8 2281.97;Ttqn=462.5 512.5 565 625 700 722.5 690 642.5 612.5 590;co_Ttq=polyfit(n,Ttqn,2)n=800:1:2400;Ttq=pol

7、yval(co_Ttq,n)ig=7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783;io=5.125;it=0.9;r=0.464;Cd=0.85;A=5.575;m=13000;g=9.8;G=m*g;for i=1:6for k=1:1601Ft(k,i)=Ttq(k)*ig(i)*io*it/(1000*r);ua(k,i)=0.377*r*n(k)/(ig(i)*io);Fz(k,i)=(0.0076+0.000056*ua(k,i)*G/1000+Cd*A*(ua(k,i)2/21150;endendfigure,plot(ua,Ft,ua,Fz);ylabel

8、(Ft/KN);xlabel(ua/(km/h);title(汽车驱动力-行驶阻力图);Fca=Ft(:,6)-Fz(:,6);p=polyfit(ua(:,6),Fca,2); r=roots(p)uamax=max(r)结果图：7结论：uamax =103.18002、加速性能与加速时间计算方法：汽车加速能力可用它在水平良好路面上行驶时能产生的加速度来评价。可用汽车行驶加速度曲线来评价。加速时间反应汽车的加速能力，如用直接档行驶时，由最低稳定车速加速到一定距离或80%uamax所需的时间表明汽车的加速能力。计算公式为：t= 1/a du=A。程序:clc;clear;n=727.869 8

9、52.459 970.492 1101.64 1318.03 1586.89 1796.72 1960.66 2091.8 2281.97;ttqn=462.5 512.5 565 625 700 722.5 690 642.5 612.5 590;p=polyfit(n,ttqn,3);n=800:1:2300;ttq=polyval(p,n);ig=7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783;i0=5.125;it=0.9;r=0.464;A=5.575;Cd=0.85;m=13000;g=9.8;G=m*g;for k=1:6for i=1:1501Ft(i,

10、k)=ttq(i)*ig(k)*i0*it/(1000*r);ua(i,k)=0.377*r*n(i)/(ig(k)*i0);Fz(i,k)=(0.0076+0.000056*ua(i,k)*G/1000+Cd*A*(ua(i,k)2/21150;D(i,k)=(Ft(i,k)-Cd*A*(ua(i,k)2/21150)*1000/G;f(i,k)=0.0076+0.000056*ua(i,k);l(k)=1+0.04+0.04*(ig(k)2; %旋转质量系数； a(i,k)=g*(D(i,k)-f(i,k)./l(k);end8endfigure;plot(ua,1./a);ylabel(

11、1/a/(s2/m);xlabel(ua/(km/h);title(汽车加速度倒数图 );d1,d2=ginput(1);uamin=min(ua(:,5);%求五档是最低车速；ua5=uamin:0.01:d1;n5=ua5*ig(5)*i0/(0.377*r);Ttq5=p(4)+p(3)*n5+p(2)*n5.2+p(1)*n5.3;Ft5=Ttq5*ig(5)*i0*it/(1000*r);Fz5=(0.0076+0.000056*ua5)*G/1000+Cd*A*ua5.2/21150;a5=(Ft5-Fz5)*1000./(m*l(5);t5=trapz(ua5/3.6,1./a5

12、);ua6=d1:0.01:80;n6=ua6*ig(6)*i0/(0.377*r);Ttq6=p(4)+p(3)*n6+p(2)*n6.2+p(1)*n6.3;Ft6=Ttq6*ig(6)*i0*it/(1000*r);Fz6=(0.0076+0.000056*ua6)*G/1000+Cd*A*ua6.2/21150;a6=(Ft6-Fz6)*1000./(m*l(6);t6=trapz(ua6/3.6,1./a6);t=t5+t6 %从五档最近车速加速到80km/h的加速时间；结果图：结论：t = 48.981993、最大爬坡度计算方法：汽车满载在良好的路面上等速行驶的最大爬坡度反映汽车的

13、爬坡能力，计算公式为：imax=tanmax=tan asin(Ft-Fz)/Gmax。程序：clcclear;n=727.869 852.459 970.492 1101.64 1318.03 1586.89 1796.72 1960.66 2091.8 2281.97;Ttqn=462.5 512.5 565 625 700 722.5 690 642.5 612.5 590;co_Ttq=polyfit(n,ttqn,2)n=800:1:2400;Ttq=polyval(co_Ttq,n)ig=6.352 3.656 2.167 1.363 1.00 0.739;io=4.875;it=

14、0.9;r=0.464;Cd=0.85;A=5.575;m=13000;g=9.8;G=m*g;for i=1:6for k=1:1601Ft(k,i)=Ttq(k)*ig(i)*io*it/r;ua(k,i)=0.377*r*n(k)/(ig(i)*io);Fw(k,i)=Cd*A*(ua(k,i)2/21.15;Ff(k,i)=(0.0076+0.000056*ua(k,i)*G;Fj(k,i)=Ft(k,i)-(Ff(k,i)+Fw(k,i);alfa(k,i)=asin(Fj(k,i)/G);j(k,i)=100*tan(alfa(k,i);endendfigure,plot(ua,j

15、);ylabel(i/%);xlabel(ua/(km/h);title(汽车爬坡度图);i1max=max(j(:,1)结果图：结论：最大爬坡度imax=34.3182%10三，经济性计算计算方法：总质量 Mt=13000kg滚动阻力系数 f=0.01066空气阻力系数 CD=0.85迎风面积 A=5.575m2速度 V=69.70km/h阻力功率P rPr = =52.62KW3*1()0.9367140t DgfAV主减速比 i0=5.125变速箱六档速比 i6=0.783轮胎滚动半径 r=0.464m车速V时发动机转速n= =1600r/min柴油重度 j=8.1N/L查负荷特性曲线，

16、ge=199 hkwg/油耗Q= = 18.18L/100KMP*1.02revj结果：限定条件下的百公里平均油耗为18.18L四，匹配方案的动力性经济性评价1， 动力性评价最高车速为103.180km/h，满足始设计要求95km/h。直接档加速到80km/h的时间为48.9818s，不满足设计要求48s。最大爬坡度为34.3182%，满足初始设计要求 30%。2，经济性评价限定条件下的百公里平均油耗为18.18L，不满足设计要求16L/100km。综上所述，该方案符合要求。五，参考文献1 余志生.汽车理论.北京: 机械工业出版社，20092 陈家瑞.汽车构造.北京: 机械工业出版社，20093 张炳力.汽车设计.合肥: 合肥工业大学出版社，2010