内容发布更新时间 : 2024/12/22 21:01:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
重要的原则之一？举出汽车使用中提高负荷利用率的三个实例。 解：汽油机的低油耗区域一般集中在中高负荷范围。
5-21 下图给出了一台四冲程火花点火发动机的有效燃料消耗率be全特性图。该发动机驱动的汽车运行在稳定无风状态条件下，只考虑空气阻力，其他道路阻力可以忽略。给定下列参数：有效迎风面积0,855m2；发动机排量2.0L；驱动轮有效轮胎直径0.6m；4挡位总传动比3.5；4挡和5挡的传动效率0.8；空气密度1.16 kg/m3；燃油密度760kg/m3；汽车质量1050 kg。 （1）计算4挡发动机转速分别为2000, 4000, 5500r/min时的运行阻力点，并在图上画出这些点。
（2）定性地画出4挡的运行阻力曲线。在给定的条件下确定4挡能达到的最大车速。 （3）5挡设计为超速挡位，假如它具有与4挡发动机转速4000r/min的车速，但有效燃料消耗率减少10％，问5挡总传动比应该是多少？并计算其百公里油耗。
（4）当汽车在4挡最高转速行驶时，驾驶员换挡到5挡（换挡时车速不变）。换挡后驾驶员直接将油门踩到底。在图上画出下列要求的运行点：换挡后运行点；达到5挡稳定运行点。 （5）计算汽车5挡无风条件下车速为90km/h时能爬的最大爬坡度。
有效平均压力，bar 发动机转速，r/min
解：（1）汽车稳定行驶时，阻力力矩应与发动机传送到轮胎的动力力矩相等，即
Tr?TtqiT?T
FwDiVspme?i? 2??TT?n??Acd???D?60i?DiVp?T??smeiT?T 22??2Acd?n2??3D3 pme?314400iVsiT?T33
代入数据可知，当发动机转数分别为2000，4000，5500 r/min时，运行阻力点分别为： 107587.2547，430349.0188，813628.6137 Pa。
（2）4档运行阻力曲线如下图红线所示：4档最大转速约为5700 r/min
v?n5700?D?3.6??3.14?0.6?3.6?184.09km/h 60iT60?3.5
（3）4000 r/min时，4档油耗约为310 g/kWh，5档比4档减少10%，则5档油耗为279 g/kWh。
5档与4档具有相同的车速，且传动效率一致，说明5档与4档4000 r/min时具有相同的功率。
4档4000 r/min时的功率为：
?Pe?40004000iVs?pme?40004000?2?10?3?430349.0188???28689.93459W
30?30?45档各转速下的pme可根据下式计算：
pme?30??Pe?400030?4000iVs?pme?40004000?pme?4000???
iVsniVsn30?n在2000，3000，5000r/min时的pme分别为：
860698.0377，573798.6918，344279.2151 Pa 由此作出5档下的等功率曲线如下图蓝线，蓝线与279 g/kWh等油耗线的交点即为5档转速，约为3200 r/min。
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5档的总传动比为
iT5?iT4n53200?3.5??2.8 n440005档在3200 r/min时的百公里油耗：
g100100100?103100?B??bePe??279?29.504n3200v?D?3.14?0.6?3600 60iT560?2.8?6.274kg/(100km)（4）换挡时保持车速不变，所以换挡后发动机转速为：
n5?iT52.8n4??5700?4560r/min iT43.5发动机在4档最高速运行时pme约为8.9 bar，发动机功率不变，则换挡后的pme为：
pme?5700?8.9?11.125bar 4560超出发动机外特性曲线范围，所以发动机工作点应为4560 r/min时外特性线上一点。
Acd?n2??3D3根据pme?，发动机以5档运行时的2000，3000，4000r/min所对应的314400iVsiT?T稳定阻力点分别为：
210131.3569，472795.5529，840525.4274 Pa。 在图上作出5档运行阻力线，如绿线所示 因油门踩到底，所以发动机工作在外特性曲线上，稳定工作点即为5档运行阻力线和外特性曲线交点。
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稳定工作点换挡工作点
（5）5档以90 km/h运行时，发动机转速为
n?60viT??D60?90000?2.83600?2229.30r/min 3.14?0.6Acd?n2??3D3根据pme?，此时发动机的pme为261076.5743 Pa，如图中黄点所示， 314400iVsiT?T稳定工作点换挡工作点
此时pme距此转速下外特性pme的值Δpme约为7.6 bar，所以此7.6bar可全部用于克服爬坡时的阻力。
DiVs?pme?iT?T2??DiV?pmgsin??smeiT?T2??
?2?2?10?3?7.6?105?2.8?0.8??2iVs?pme????arcsin????mgDiT?T???arcsin???3.14?4?1050?9.8?0.6????Fg?0.087927574rad爬坡度is为:is?tan??0.088154873?8.8%
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