汽车动力性与平顺性研究Word文件下载.docx
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1800
2000
2400
2800
3000
耗油率b（g/（kw.h））
315.50
312.79
309.12
307.90
307.51
306
306.34
310.65
320.34
328.53
表二：
重量参数：
空载
满载
车重（kg）
4080
9290
前桥（kg）
1930
2360
后桥（kg）
2150
6930
车型四：
SATANA2000轿车
发动机2VQS（附表一）
Nmax=74kw（相应转速5200r/min）
Mmax=155N.m（相应转速3800r/min）
整车参数：
全长L=4680mm，全宽B=1700mm，全高H=1423mm，轴距L1=2656mm,前轮距B1=1414mm，后轮距B2=1422mm.
变速箱传动比i1=3.45,i2=1.94,i3=1.29,i4=0.985,i5=0.8,主减速器比io=4.1。
195-60，半径R=308mm.
使用数据：
滚动阻力系数f=0.025；
Cd=0.4；
最大爬坡度：
28%；
2200
3400
3800
4600
5200
有效扭矩Tq（N.m）
119
126
133
140
147
155
148
135
265
260
255
250
295
300
重量参数
1248
1623
三、车型一动力性能计算
3.1驱动力——行驶阻力平衡图
1）取发动机参数如下：
348.4
350.0
353.0
346.1
332.3
328.0
318.0
292.4
2）汽车的驱动力（单位为N）为：
Ft=
ηt（3.1）
其中车速
（km/h）与发动机转速n（r/min）之间的关系为
=0.377
（3.3）
代入数据解得：
序号
一档
二档
三档
Ft（kN）
1
4.017
29.46
6.813
17.37
11.984
9.87
2
4.82
29.56
8.175
17.43
14.381
9.91
3
5.624
29.82
9.538
17.58
16.778
9.99
4
6.427
29.24
10.900
17.24
19.175
9.80
5
7.231
28.07
12.263
16.55
21.572
9.40
6
8.034
27.71
13.625
16.34
23.969
9.29
7
9.641
26.86
16.350
15.84
28.763
9.00
8
12.050
24.70
20.440
14.56
35.953
8.28
四档
五档
19.066
6.21
29.362
4.030
22.879
6.23
35.234
4.044
26.623
6.28
41.107
4.079
30.506
6.16
46.980
3.999
34.319
5.91
52.851
3.840
38.132
5.84
58.724
3.790
45.759
5.66
70.468
3.674
57.199
5.203
88.08
3.379
3）汽车在良好路面上行驶时经常遇到的滚动阻力
和空气阻力
为
+
=Gf+
（3.4）
其中G=92900，f=0.03，Cd=0.8，A=0.78*2.47*2.455
20.44
2817.98
2861.74
3018.25
3372.31
4174.92
4）代入以上数据绘制驱动力-行驶阻力平衡图如图3.1.a所示。
MATLAB程序：
ua1=0:
1:
100;
qs1=polyval（p,ua1）;
plot（ua,qs,'
*'
ua1,qs1）
>
ig=[7.314.312.451.541];
fori=1:
n=600:
10:
3000;
t=10.7196*（n/1000）.^3-73.3607*（n/1000）.^2+125.7788*（n/1000）+286.6316;
ua=0.377*0.504.*n./ig（i）./6.33;
ft=t.*ig（i）.*6.33*0.9./0.504;
str=['
r'
'
m'
b'
c'
y'
];
plot（ua,ft,str（i））;
gridon
holdon;
end
ua=0:
f=2787+0.23.*ua.^2;
plot（ua,f,'
g-'
）
图3.1.a驱动力——行驶阻力平衡图
3.2确定最高车速
上图是车型一驱动力-行驶阻力平衡图。
由上图可以清晰的看出不同车速的时候驱动力和行驶阻力之间的关系。
汽车以最高档行驶时的最高车速，可以直接由Ft5与F的交点取得。
因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态。
由图中和计算可知，最大车速为64.5km/h。
3.3加速时间t
3.3.1数学表达式
dt=
du（3.3.1.1）
其中
（3.3.1.3）
3.3.2换档点的确定
加速过程中的换挡时刻可根据各挡的a-ua曲线来确定。
若一挡与二档加速度曲线有交点，显然应在交点对应车速换挡。
若两曲线不相交，则应在一挡加速行驶到发动机转速最高时换入二挡。
3.4汽车加速度倒数图
MATLAB程序：
ig=[7.314.312.451.541];
s=[1.41.21.121.071.03];
5
a=ft/92900;
b=0.8*2.47*2.455*ua.*ua/21.15/92900;
d=a-b;
x=10*（d-0.03）./s（i）;
ifx>
0.01
y=1./x;
plot（ua,y,str（i））;
holdon
图3.4a加速度倒数曲线图
3.5汽车爬坡度图
3.5.1汽车爬坡度的定义
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。
3.5.2数学表达式
Fi=Ft-（Ff+Fw）（3.5.2.1）
）（3.5.2.2）
（3.5.2.3）
爬坡度曲线图
f=2787+0.23*ua.*ua;
m=ft-f;
z=m/92900;
a=asin（z）;
b=tan（a）;
plot（ua,b,str（i））;
holdon
图3.5.a爬坡度曲线图
3.6动力特性图
3.6.1动力特性图定义
汽车在各档下的动力因数与车速的关系称为动力特性图，在图上，滚动阻力系数f-ua与直接挡D-ua曲线的交点即为汽车的最高车速。
3.6.2数学公式
动力因数：
D=
（3.6.2.1）
其中G=92900，Fw=
代入数据得：
D
0.317
0.1868
0.1059
0.318
0.1875
0.1063
0.321
0.1891
0.1070
0.313
10.90
0.1853
0.1048
0.302
0.1778
0.1002
0.298
0.1755
0.0989
0.289
0.1701
0.0952
0.2656
0.1559
0.0866
0.0661
0.0417
0.0411
0.0662
0.0406
0.0645
0.0388
0.0613
0.0359
0.0601
0.0342
0.0569
0.0299
0.0497
88.080
0.0214
3.6.3绘制动力性曲线如图所示：
plot（ua,d,str（i））
图3.7a动力性曲线
由图可得，最高爬坡度为：
imax=31.5%。
3.7汽车百公里耗油曲线图
3.7.1汽车等速百公里油耗公式（L/100Km）：
Qs=（3.7.1）
最高档时：
i5=1，取Pe=68.69KW,pg=7.0N/L
N（r/min）
（km/h）
bg/（kw.h）
Qs（L/100km）
103.37
85.45
72.06
62.97
55.69
50.18
42.41
35.88
3.7.2．燃油消耗率曲线如图所示：
MATLAB程序：
b=[315.5312.79307.9307.51306306.34310.65328.53];
pe=[36.5243.9851.7557.9962.6368.6979.9291.85];
p=polyfit（pe,b,3）
p=
0.0004-0.05582.1501291.8693
pe1=20:
b1=polyval（p,pe1）;
plot（pe,b,'
pe1,b1）
图3.7a燃油消耗率曲线图
3.7.3百公里油耗曲线如图所示：
pe1=20:
b=[315.5312.79307.9307.51306306.34310.65328.53];
ua=[29.3635.2341.1146.9852.8558.7270.4788.08];
qs=13.305.*b./ua;
p=polyfit（ua,qs,2）
0.0320-5.2432264.9397
ua1=0:
图3.7b百公里油耗曲线
3.8综合分析
四、车型四动力性能计算：
4.1驱动力——行驶阻力平衡图
2）汽车的驱动力（单位为kN）为：
ηt（4.1）
（4.2）
Ft
8.196
4.9266
14.58
2.77032
21.92
1.84212
13.113
5.2164
23.32
2.90338
35.07
1.95048
18.030
5.5062
36.06
3.09624
48.22
2.05884
22.948
5.7960
40.81
3.2592
61.37
2.16720
27.865
6..8580
49.55
3.42216
74.57
2.27556
31.435
6.4.170
55.38
3.6084
83.29
2.39940
37.700
6.1272
67.04
3.44544
100.83
2.29104
42.617
5.5890
75.79
3.1428
113.98
2.08980
28.71
1..40658
35.34
1.1424
45.93
1.48932
56.55
1.2096
63.15
1.57206
77.76
1.2768
80.38
1.65480
98.96
1.3440
97.60
1.73754
120.17
1.4112
109.08
1.83210
134.31
1.4880
132.05
1.74936
162.58
1.4208
149.27
1.59570
183.79
1.2960
（N）（4.3）
其中G=16230，f=0.025，Cd=0.4，A=1.89
25
50
75
100
125
150
175
200
428.1
495.0
606.6
762.8
963.6
1209.0
1499.1
1833.6
4）代入以上数据绘制驱动力-行驶阻力平衡图如图4.1.a所示。
ig=[3.451.941.290.9850.8];
5200;
t=0.4382*（n/1000）.^5-7.2054*（n/1000）.^4+42.6891*（n/1000）.^3-114.3270*（n/1000）.^2+149.7341*（n/1000）+47.5336;
ua=0.377*0.3075*n./ig（i）/4.1;
ft=t.*ig（i）*4.1*0.9/0.3075;
200;
f=405.75+0.0357*ua.*ua;
）
xlabel（'
速度（Km/h）'
）,ylabel（'
驱动力（N/m）'
title（'
驱动力——行驶阻力平衡图'
图4.1a驱动力-行驶阻力平衡图
4.2确定最高车速
上图是车型四驱动力-行驶阻力平衡图。
汽车以最高档行驶时的最高车速，可以直接由Ft6与F的交点取得。
由图中和计算可知，最大车速为168.8km/h。
4.3加速时间t
4.3.1数学表达式
du（4.3.1.1）
（4.3.1.2）
4.3.2换档点的确定
4.4汽车加速度倒数图
4.5汽车爬坡度图
4.5.1汽车爬坡度的定义
4.5.2数学表达式
Fi=Ft-（Ff+Fw）（4.5.2.1）
）（4.5.2.2）
（4.5.2.3）
爬坡度曲线图：
4.6动力特性图
4.6.1数学公式
（4.6.2.1）
其中G=16230，Fw=
代入数据的：
0.303
0.170
0.112
0.180
0.117
0.339
0.189
0.122
0.356
0.197
0.125
0.373
0.205
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