【正文】 情況，主要是因為本次設計車的特殊使用性能。 汽車功率平衡圖 汽車行駛時 ,發(fā)動機功率和汽車行駛時的阻力功率也是相互平衡的 ,即在汽車行駛的每一瞬間 ,發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機械傳動和全部運動阻力功率。本課程設計汽車功率平衡用圖解法表示 , 如圖 37 所示。它可根據(jù)發(fā)動機外特性將發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算成車速 , 1/η t ( Pf + Pw) 與車速的關系曲線 ,即為汽車功率平衡圖。如同驅(qū)動力 行駛阻力平衡圖分析一樣 ,最高檔行駛阻力功率與發(fā)動機功率相交點處的車速即是在良好水平路面上汽車行駛的最高車速 uα max 。當汽車在良好水平路面上以ua′的車速等速行駛時 ,汽車的阻力功率為 ( Pf + Pw)/ η t = bc,此時 ,駕駛員部分開啟節(jié)氣門 ,發(fā)動機功率曲線如 圖 37 汽車功率平衡圖 圖中虛線所示 ,以便維持汽車等速行駛。但是發(fā)動機在汽車行駛速度為 ua′時 , 若節(jié)氣門全開能夠發(fā)出的功率為 Pe = ac,則 Pe ( Pf + Pw) /η t = ac bc= ab可用來加速或爬坡。 Pe ( Pf + Pw)/ ηt 為汽車的后備功率?？梢?,汽車的后備功率越大 ,其 動力性就越好。 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 24 汽車爬坡度曲線 利用圖 34可求出汽車能爬上的坡道角，相應的根據(jù) tanα =i 可求出坡度值。其中，汽車最大爬坡度 imax為 I時的最大爬坡度。最高檔最大爬坡度 圖38 爬坡度曲線 亦應引起注意，特別是貨車、牽引車，因為貨車經(jīng)常是以最高檔行駛的，如果最高檔的爬坡度過小，迫使貨車在遇到較小的坡時經(jīng)常換擋，這樣就影響了行駛的平均速度。 汽車加速度曲線 汽車的加速能力可用它在水平良好路面上行駛時能產(chǎn)生的加速度來評價，但由于加速度的數(shù)值 不易測量，實際中常用加速時間來表明汽車的加速能力。譬如用直接當行駛時，由最低穩(wěn)定速度加速到一定距離或 80%umax所需的時間表明汽車的加速能力?？筛鶕?jù)圖 34求出 圖 39 汽車加速度曲線 汽車的加速時間。顯然，利用圖34 可計算得出各檔節(jié)氣門全開時的加速度曲線，見圖 39。由圖可以看出，高檔位時加速度要小些，I檔的加速度最大。 根據(jù)加速度曲線可以進一步求出由某一車速 u1加速至另一最高車速 u2所需的時間。 圖 310 汽車理論加速度曲線 編譯 VB程序 根據(jù)汽車動力 性方程編寫 VB 程序，畫出汽車整車驅(qū)動力 — 阻力平衡圖、汽車功率平衡圖和汽車動力性圖。（具體 VB程序見附錄） 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 25 第四章 整車動力性計算 wjift FFFFF ???? (41) （ 1）驅(qū)動力： )24(0 ??dgtqt riiTF ?? （ 2）滾動阻力： )34(co s ?? ?mgfF f （ 3）坡道阻力： )44(sin ?? ?mgFi （ 4）空氣阻力： 2aDw AuCF ? （ 45） 汽車的空氣阻力與車速的平方成正比，即式中 DC —— 空氣阻力系數(shù) DA —— 迎風面積 （ 5）加速阻力： jmF aj ?? 其中 )64(122202 ???? ? mr iiImr Iw gg ?? 最高車速 maxau 根據(jù)汽車行駛方程式， 假設汽車在水平路面并以某穩(wěn)定車速行駛行駛則可以忽略坡度阻力與加速阻力，公式變?yōu)椋?aCAF Gf u?? 則阻力的功率為：2() a aCAP Gf u u 代入已知數(shù)據(jù)得到： aFu? ? ??????? (42021 ) a aP u u? ? ??????? 并且已知該冷藏半掛車的傳動效率T?= 令maxTFPP??(maxP為汽車發(fā)動機最大功率 )，求得 hkmu / ? 然而考慮到需要為發(fā)動機預留一定的后備功率設定最高車速maxa=90km/h， 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 26 最大爬坡度 maxi 根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)計算理論等效爬坡度，冷藏半掛車采用后輪驅(qū)動，并且已知汽車的各種參數(shù)，由等效坡度公式：1 gaLq hL???，并代入已知數(shù)據(jù) L=，a=， 取?=，gh=， 求 得q=，那么實際角度 ??? 0 4 1 3 7 rc ta n? 但是要考慮發(fā)動機的實際最大轉(zhuǎn)矩與變速器最大傳動比maxgi，在爬坡時略去最大加速阻力與空氣阻力得：F Gf Gi??， 而汽車所能發(fā)出的驅(qū)動力為：0tq g Tt T i iF r ??， 令tF= ，即有0tq g TT i ir ?=Gf Gi?， 進一步推知：0()gtq Tf i ri Ti?? ?， (其中0i=，??N，?，?，T?=，tqT=1570Nm?) ， 代入以上已知數(shù)據(jù)推出： ??； 當i= 時，有最大傳動比maxgi ?。 此時的最大傳動比maxgi只是初步計算的理論值，還要考慮冷藏半掛車的實際 運行路況，冷藏半掛車常需要坐長途運輸行駛的路況較為良好，按照次級公路要求最大坡度也不得大于 18%換算成角度為?，但也需要考慮一些特殊情況，比如深入一些偏遠農(nóng)村常會遇到一些大坡度特殊路況不利于汽車行駛，但是設置的傳動比過高無疑會使汽車換擋困難，噪音增大，不利于駕駛，所以設定坡度值為 ? 即 %，比較折中的處理。 當坡度為 %時反求冷藏半掛車的傳動比由式 ??，并代入?i 求得此時的最大傳動比maxgi=。 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 27 最大加速度 根據(jù)發(fā)動機外特性擬合曲線32 e eT n n???? ? ? ? ? , 并聯(lián)立公式 0 grnu ii? 和0tq g TT i iF r ?得到汽車驅(qū)動力方程， 知水平路面穩(wěn)定車速下的行駛阻力如下： aCAF Gf u??? (T?=, 0i=, DCA=) 則汽車驅(qū)動力與行駛阻力之差與汽車總質(zhì)量的比值便是用于加速的加速度下面進行編程 function accaleration_plot求最大加速度maxa并繪制汽車行駛加速度曲線在設置兩組傳動比后，并分別運行程序分別得到最大加速度maxa=，對應的車速為 力之差與汽車總質(zhì)量的比值便是用于加速的加速度下面進行編程 function accaleration_plot 求最大加速度maxa并繪制汽車行駛加速度曲線在設置兩組傳動比后，并分別運行程序分別得到最大加速度ax=，對應的車速為 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 28 第五章 設計小結(jié) 汽車設計課程是 大學四年來自身感覺本次課程設計是相當有難度的一次，設計和計算過程十分復雜，平時自己又沒怎么下大功夫?qū)W習《汽車設計》這門課程，所以最近一些日子自己一直是云里霧里的，在設計的過程中遇到了不少困難和挫折，幸虧有老師的耐心講解和同學們的幫助，自己才得以艱難地完成任務，所以在此感謝大家都幫助。 這次 設計的主要目的是：設計能力是通過設計人員的設計思想、設計原則和設計方法體現(xiàn)出來的。通過較典型的具有代表性的基 于整車匹配的汽車變速器總體方案設計，了解和掌握汽車的設計方法，使學生在校學習期間即能掌握設計要領，又具有一定的設計能力；通過設計對汽車構(gòu)造、汽車理論、汽車設計以及所學過的相關課程進行必要的復習，并在實踐中檢驗綜合掌握，靈活運用的程度和效果； 通過設計培養(yǎng)熟練運用手冊和參考資料的能力。 首先， 在這次設計實踐中，自己感覺 對變速器的工作方式、結(jié)構(gòu)布置和整車動力性有了更進一步的理解和認識，學到了很多知識，在以 A3 圖紙為畫布繪制變速器的結(jié)構(gòu)傳動圖和編譯汽車動力性 VB 程序的過程中，從許多細節(jié)問題處得到了很多益處，同時增 強了動手能力，使自己又一次很大的鍛煉。 并從中 明白了變速器的設計要求，工作原理，及傳動原理等。同時在本次設計中我學到了一些在課本中沒有學到的東西，例如變速器各傳動擋軸向尺寸的確定，模數(shù)的選擇原則，傳動比的選擇原則等等，在這里我感受到我們 的學藝不精 ，在以后工作中僅靠課本知識是不夠的，我們應多看一些相關書刊，以增張我們的知識。 然后，在本次課程設計中，我們把我們所學的東西綜合的利用，例如我們學的VB，機械原理，機械設計，汽車理論，汽車設計等。當我們單一的學時我們并沒有感覺到他們的聯(lián)系，和實踐的聯(lián)系，在這次課程設計 中我們真正的感覺到他們的重要。從而我們應學好每一門科目，不要因為他們與汽車沒關系而不好好學，并且學時不要單一的去學他們，要綜合的運用學習他們。通過這次課程設計，經(jīng)歷了一個汽車變速器和整車匹配動力性計算設計的全過程， 重新熟悉了 cad 和 vb的操作。在十多天的設計中，全部身心專注于設計，并且與同學之間的互助合作不斷加強， 這將是以后學習和山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 29 工作的財富， 我深信這次的課程實踐必將會對自己以后工作上奠定良好的基礎。 最后，我要謝謝我們的吳老師和孔老師，謝謝他們在這幾周不畏辛苦的帶領我們進行課程設計，謝謝他們細心而又 耐心的對我們不會的東西進行講解。同時我 也 要謝謝我們一組同學，當我與到不懂時謝謝他們給我細心講解。 總之，在這次課程設計中我學到了很多，不論從知識還是從生活中。我十分感謝這一次課 程 設 計 。 參 考 文 獻 王望予主編 .汽車設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 劉惟信 .汽車設計 [M].北京：清華大學出版社， 2021 陳家瑞主編 .汽車構(gòu)造 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 余志生主編 .汽車理論 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 徐達，蔣崇賢 .專用汽車結(jié)構(gòu)與設 計 [M].北京北京理工大學出版社 ,1999 劉朝紅，韓進，楊洪余 .中輕型載重汽車動力性分析應用軟件 汪超 .變速器傳動比對汽車動力性的影響 第 1l卷第 4期 常德師范學院學報（自然科學版） ，連小珉，張耿，顧守豐，蔣孝煜 .考慮汽車檔位使用率的傳動比優(yōu)化設計 .1997年（第 19 卷）第 3 期 汽車工程 .汽車變速器的優(yōu)化設計 .第 25卷第 5 期 福州大學學報（自然科學版） 山東建筑大學機電學院汽車設計課程設計說明書 30