一、设计目的
本次课程设计利用所学的汽车理论知识，计算某货车的燃油经济性，该汽车各参数为
装载质量                            2000kg
整车整备质量                        1800kg
总质量                              3880kg
车轮半径                            r=0.367m
传动系传动效率                      t=0.87
滚动阻力系数                        f=0.013
空气阻力系数×迎风面积              C
D
×A=2.77m2
汽车零部件
主减速器传动比                      i
=5.28
飞轮转动惯量                        I
f
=0.218kg*m2
二前轮转动惯量                      I
w1
=1.798kg*m2
四后轮轮转动惯量                    I
w2
=3.598kg*m2
表一：变速器传动比
汽车外特性的T
q
-n曲线拟合公式为
T q=−19.313+295.27×(
n
1000
)−165.44×(
n
1000
奔驰越野车
)
2
+40.874×(
n
1000
)
3
−3.8445×(
n
1000
北屯到乌鲁木齐)
4
式中 T
q
为发动机转矩（N·m）；n为发动机转速（r/min）
发动机最低转速为600r/min，发动机最高转速为4000r/min。汽车负荷特性曲线拟合公式为
b=B0+B1P e+B2P e2+B3P e3+B4P e4
表二：拟合式中各系数
怠速油耗：Q
id
=0.299ml/s(怠速转速400r/min)
题目要求：
1.根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外
特性曲线；
2.绘制功率平衡图；
3.绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图；
4.绘制汽车最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b；
5.绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线；
6.求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗；
7.列表表示最高挡和次高挡等速行驶时，在20整数倍车速的参数值（将无意义
的部分删除），例表见表6。
经济性计算时，取汽油密度0.742g/mL，柴油密度0.830g/mL
二、解题过程
第一题：根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线
汽车外特性的T
q
-n曲线拟合公式为
T q=−19.313+295.27×(
n
1000二手车评估师考试
)
−165.44×(
n
1000
)
2
+40.874×(
n
1000
)
3
−3.8445×(
n
1000
)
4 P e=
T q×n
9550
根据Matlab软件绘制功率外特性和转矩外特性曲线
先将n按定等长取不同的值，带入到拟合公式中，求得不同n下的T
q
，然后通过
T q 与n求得P
e
，再绘制P
e
—n和T
q
—n图像。
图（一）功率外特性和转矩外特性曲线
第二题：绘制功率平衡图
由车速和发动机转速公式可得车速（将转速从600r/min 到4000r/min ，按50r/min 梯度增加）
u a =
0.377×n ×r
超级跑车i g ×i 0
由外特性曲线功率P e （Kw ）和发动机转速U a （Km/h ）的公式为，根据上面求得的U a 得出相应的P e
P e =
T q ×i g ×i 0×u a
r ×3600
根据求得的U a 得出相应的P ，发动机实际输出功率P （Kw ）为
P =P f +P w =G ×f ×u a 3600+C D ×A ×u a
3
76140
根据Matlab 软件画出功率平衡图
先将n 按定等长取不同的值，根据车速和发动机转速公式求得U a ，根据拟合公式求得T q 。在通过U a 和T q 求得P e 。将U a 带入P=P f +P w 中求得P ，再绘制P e —u a 和P —u a 图。
图（二）功率平衡图
第三题：绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图
发动机等速行驶，主要克服滚动阻力和空气阻力，负荷率的值为发动机发出的功率与对应车速下的外特性功率之比。
由驱动力F
t （N）和发动机转矩T
q
（N·m）的公式为
F t=
T q×i g×i0×ηt
德州交警信息网
r
发动机行驶阻力位F（Kw）为
F=F f+F w=G×f+C D×A×u a2
21.15
可得负荷率U=F f+F w
F
在Matlab软件下绘制负荷率图像
直接在题二的基础上求得U=F f+F w
F ，绘制U—U a图像。
图（三）汽车等速行驶发动机负荷率图
第四题：绘制汽车最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b
首先由车速和发动机转速公式可得车速U
a
(km/h)
u a=0.377×n×r
i g×i0
然后根据公式发动机提供的P
e
（Kw）为
P e=P f+P w
ηt
=
G×f×u a
3600
+C D×A×u a3
76140
ηt
最后由给定的汽车负荷特性曲线拟合公式求出燃油消耗率b(g/(k·h))
b=B0+B1P e+B2P e2+B3P e3+B4P e4
利用Matlab软件绘制最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b图像。
根据所给的8个转速由相应的转速与速度公式求得U
a ，在求得相应的P
e
，带
入燃油拟合公式求得b，燃油拟合公式得使用主要依靠多维数组的使用，画出b
—U
a 图像。在通过等间距插值法，使曲线变得更加平滑。