合肥工业大学课程设计设计题目：汽车动力总成匹配与整体设计学生姓名：xxx学号：xxxxxxxx专业班级：车辆工程0x-x班指导老师：xxx2011年 12月 27日目录1,设计任务书 (4)2,动力总成匹配方案 (8)3,匹配方案动力性经济性计算 (10)4,匹配方案动力性经济性评价 (19)5,参考文献 (20)1130KR1型载货汽车设计任务书中卡动力匹配方案方案（2）后桥速比可选配：（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XXX发动机和变速箱速比XXXX及后桥速比XXXX的方案分别进行动力性、经济性计算。

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 ηT =0.9 汽车总质量 M t =13000KG 最高车速 V max =95km/h(满载) 空气阻力系数 C D =0.85 迎风面积 A=5.575 滚动阻力系数 f=0.02 最大功率P max =3m ax m ax ***1()0.9360076140t D M g f C A V V= 134kw比功率：比功率=m ax1000*tP M =10.3kw/t二，动力性计算设计参数：总质量 M t =13000KG滚动阻力系数 f=0.02 空气阻力系数 C D =0.85主减速比 4.875 传动效率 η=0.9 轮胎滚动半径 r=0.464m 迎风面积 A=5.575 发动机外特性图1，最高车速（1）计算方法：为全面地评价汽车在各个挡位和不同车速下的动力性，需要绘制驱动力——行驶阻力平衡图（动力特性曲线），以便清晰地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系。

汽车的驱动力（单位为N ）为：t ri i T Ft g tq 0=式中，Ft 为汽车的驱动力；tqT 为对应于每一个汽车转速的汽车转矩；g i为汽车的减速器传动比；0i汽车的主减速器比；ηt 汽车的传动效率；r 汽车的车轮半径；在动力性计算中，目前一般采用稳态工况时发动机台架实验所得到的使用外特性中的功率与转矩曲线（常为采用最小二乘法拟合得到的多项式）。

kk tq n a n a n a a T (2)210+++=式中，n 代表汽车转速；拟合阶数k 随特性曲线而异，一般在2，3，4，5中选取。

这里选取k=4。

汽车在良好路面上行驶时经常遇到的滚动阻力f F 和空气阻力w F 为215.21a D w f u A C Gf F F +=+其中车速a u （km/h ）与发动机转速n (r/min)之间的关系为37.0i i rn u g a =在程序中，二重循环计算各档位下发动机最底转速min n 到最高转速maxn 对应的驱动力和行驶阻力，并连接成线即得到驱动力--行驶阻力图(2) 程序： clear ;close all;x=[1152.74 1430.65 1630 1728.55 1930 2127.33 2325.05 2532.18];y=[559.223 620.388 639.612 623.883 588.932 562.718 545.243 536.505]; p=polyfit(x,y,4);ig=[7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783];%变速箱速比; i0=4.875;%后桥速比; it=0.9;%´传动系效率; r=0.464;%车轮半径（m ）; A=5.575;%迎风面积(m^2); Cd=0.85;%空气阻力系数; m=13000;%汽车最大总质量(Kg); g=9.8;%重力加速度(m/(s^2)); G=m*g; for k=1:6 for n=1:1501Ttq(n)=p*[(n+799)^4;(n+799)^3;(n+799)^2;(n+799);1];Ft(n)= Ttq(n)*ig(k)*i0*it/(1000*r);ua(n)=0.377*r*(n+799)/(ig(k)*i0);f(n)=0.0076+0.000056*ua(n);Ff(n)=f(n)*G/1000;Fw(n)=Cd*A*(ua(n))^2/21150;endfigure(1);plot(ua,Ft);ylabel('Ft/KN');xlabel('ua/(km/h)')title('汽车驱动力-行驶阻力图');hold on;plot(ua,Ff+Fw);hold on;end(3) 结果图(4) 结论：最高车速为u amax=103km/h2、加速性能汽车在各档下的动力因数与车速的关系称为动力特性图。

数学公式将汽车行驶方程两边除以汽车重力并整理如下：dt duG F F wt δδ+ψ=-GF F D wt -=（2）程序： clear ; close all;x=[1152.74 1430.65 1630 1728.55 1930 2127.33 2325.05 2532.18];y=[559.223 620.388 639.612 623.883 588.932 562.718 545.243 536.505]; p=polyfit(x,y,4);ig=[7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783];%变速箱速比; i0=4.875;%后桥速比; it=0.9;%´传动系效率;r=0.464;%车轮半径（m ）; A=5.575;%迎风面积(m^2); Cd=0.85;%空气阻力系数; m=13000;%汽车最大总质量(Kg); g=9.8;%重力加速度(m/(s^2)); G=m*g; for k=1:6 for n=1:1501Ttq(n)=p*[(n+799)^4;(n+799)^3;(n+799)^2;(n+799);1]; Ft(n)= Ttq(n)*ig(k)*i0*it/(1000*r); ua(n)=0.377*r*(n+799)/(ig(k)*i0); f(n)=0.0076+0.000056*ua(n); Ff(n)=f(n)*G/1000;Fw(n)=Cd*A*(ua(n))^2/21150;D(n)=(Ft(n)-Fw(n))*1000/G; endfigure(3); plot(ua,D); ylabel('D');xlabel('ua/(km/h)')title('汽车动力特性图'); hold on; figure(3); plot(ua,f); end（3）结果图：3、最大爬坡度 (1)计算方法：汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上克服Ft+Fw 后的余力全部用来克服坡度阻力时能爬上的坡度。

数学表达式()w f t i F F F F +-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=15.21sin 20a D Tg tq Au C Gf ri i T G ηα GAu C Gf ri i T a D Tg tq ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=15.21arcsin20ηααtan =i（2）程序： clear ; close all;x=[1152.74 1430.65 1630 1728.55 1930 2127.33 2325.05 2532.18];y=[559.223 620.388 639.612 623.883 588.932 562.718 545.243 536.505]; p=polyfit(x,y,4);ig=[7.285 4.193 2.483 1.563 1.000 0.783];%变速箱速比; i0=4.875;%后桥速比; it=0.9;%´传动系效率; r=0.464;%车轮半径（m ）; A=5.575;%迎风面积(m^2); Cd=0.85;%空气阻力系数; m=13000;%汽车最大总质量(Kg);g=9.8;%重力加速度(m/(s^2));G=m*g;for k=1:6for n=1:1501Ttq(n)=p*[(n+799)^4;(n+799)^3;(n+799)^2;(n+799);1];Ft(n)= Ttq(n)*ig(k)*i0*it/(1000*r);ua(n)=0.377*r*(n+799)/(ig(k)*i0);f(n)=0.0076+0.000056*ua(n);Ff(n)=f(n)*G/1000;Fw(n)=Cd*A*(ua(n))^2/21150;a(n)=asin((Ft(n)-Ff(n)-Fw(n))*1000/G);i(n)=100*tan(a(n));endplot(ua,i);ylabel('i/%');xlabel('ua/(km/h)');title('汽车的爬坡度图');hold on;end(3) 结果图：三，经济性计算(1)计算方法：设计参数：总质量M=13000kgt滚动阻力系数 f=0.02迎风面积 A=5.575m空气阻力系数 C D =0.85m速度 V=60km/h阻力功率P rP r =3***1()0.9360076140t D M g fC AV V +=62.12KW 主减速比 4.875变速箱五档速比 1轮胎滚动半径 r=0.464m车速V 时发动机转速n=05**0.377*v i i r =1672.1柴油重度 j=8.1N/L查负荷特性曲线 g e =205h kw g ⋅/油耗Q=P *1.02**r eg v j =25.7L/100km结果：Q=25.7L/100km结论：油耗不符合要求。

四，匹配方案的动力性经济性评价1， 动力性评价此种方案的动力性满足设计要求。

2，经济性评价此种方案的经济性不满足设计要求。

综上所述，应重新匹配其它方案，再选出最佳方案。

五，参考文献[1] 余志生.汽车理论.北京: 机械工业出版社，2009[2] 陈家瑞.汽车构造.北京: 机械工业出版社，2009[3] 张炳力.汽车设计.合肥: 合肥工业大学出版社，2010。