发动机原理作业题库（1-9章）(9)

（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??pme?400030??Pe?400030?4000iVs?pme?40004000 ???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。

5档的总传动比为

iT5?iT4n53200?3.5??2.8 n4400041

5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。

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?T42

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%

5-22 一辆四缸四冲程增压直喷柴油机驱动的汽车，发动机排量1896 cm3，最大功率70 kW

/ 4000r/min，传动效率0.8，5挡传动比1.947，驱动轮有效轮胎直径0.62 m，有效迎风面积0.5906 m2，空气密度1.25 kg/m3，燃油密度840kg/m3。计算时可忽略滚动阻力，只考虑空气阻力。下图给出的满负荷曲线可以看作为在发动机转速2400~3200r/min之间的水平线。计算： （1）这辆车在平路上平稳行驶能达到的最大车速是多少？

（2）假设4挡在发动机最大功率点达到最高车速，那么4挡的传动比是多少？

（3）汽车以120km/h的车速在平路上行驶，迎风速度为10.3m/s。计算此条件下，4挡和5挡的百公里油耗，并在图上标出这些运行点。

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be /(g/(kW.h))

有效平均压力, 105Pa 转速, r/min

解：（1）

Acd?n2??3D3 pme?314400iVsiT?T代入数据可知，当发动机转数分别为2000，3000，4000 r/min时，5档运行阻力点分别为：5.41，12.2，21.64 （105 Pa）。

做出5档运行阻力曲线，则最大转速约为3000r/min，对应的最大车速为：

v?（2）

n3000?D?3.6??3.14?0.62?3.6?180km/h 60iT60?1.947r/min时汽车车速v?34档n4?4000所以，4挡的总传动比为

2P?t?53.33m/s cd?AiT4??Dn460v?2.43

（3）

汽车以4档120 km/h行驶时，对应的转速和有效平均压力为：

n4?60iT4v??D60?2.26?1203.6?2496r/min

3.14?0.6244

2pme4?120?0.5906?1.25??10.3??0.62?3.14?4?2Ac?v?D???3.6??d??7.42bar?64iVsiT4?T4?1896?10?2.26?0.8

在图上找到（2496 r/min,7.42bar）所对应的be，约为229 g/kWh。

发动机功率为：

inVspme41896?10?6?2496?7.42?105Pe4???29262.1W30?30?4 100100Pe4be4?29.2621?229g100?v?120?6.65L/100km?f840

汽车以5档120 km/h行驶时，对应的转速和有效平均压力为：

12060iT5v3.6?2000r/minn5???D3.14?0.62

2?120?0.5906?1.25???10.384??0.62?3.14?4Acd?v'2D??3.6??pme5???9.30bar?64iVsiT5?T4?1896?10?1.947?0.8

60?1.947?在图上找到（2000 r/min,9.30 bar）所对应的be，约为216 g/kWh。

因同等车速，所以发动机功率与4挡时相同，为29286W：

g100100100Pe4be4?29.286?216?v?120?6.28L/100km?f840

运行点如图所示：

5-23 分析混合动力电动汽车的节油原理。

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