汽车运用工程汽车动力性的应用doc.docx
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汽车运用工程汽车动力性的应用doc
汽车运用工程大作业
1汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因素－加速时间和加速距离）
已知：
发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度。
例如，已知数据如下表:
项目
单位
数值
装载质量
kg
1995
整备质量
kg
1700
总质量
kg
3695
车轮半径
m
0.37
传动系效率
0.87+0.024=0.894
滚动阻力系数
0.012-0.0024=0.0096
空气阻力系数×迎风面积
m2
2.60
主减速器速比
5.83
飞轮转动惯量
kgm2
0.22
两前轮转动惯量
kgm2
1.80
四后轮转动惯量
kgm2
3.60
轴距
m
3.40
质心至前轴距离
m
2.0
质心高度
m
0.9
变速器速比
变速器
I档
II档
III档
IV档
V档
四档
6.12
3.11
1.69
1.00
五档
3.55
2.77
1.65
1.00
0.83
发动机外特性Tq=a+a1（n/c）+a2（n/c）2+a2（n/c）3+a3（n/c）4
参数
a
a1
a2
a2
a3
c
数值
-19.31
296
-165
40.9
-3.85
1000
1） 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；
2） 求汽车的最高车速、最大爬坡度；
3） 绘制加速度倒数曲线
4） 用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线
5） 图解手工或编程绘制II档起步，加速至70km/h的车速－时间曲线以及距离－时间曲线。
解:
轻型货车的有关数据：
汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟合公式为
Tq=a+a1（n/c）+a2（n/c）*（n/c）+a3（n/c）*（n/c）*（n/c）+a4（n/c）*（n/c）*（n/c）*（n/c）
式中，Tq为发动机转矩（N•m）;n为发动机转速（r/min）。
（km/h）
其中：
为车轮滚动半径，m;
汽车的牵引力：
（N）汽车的空气阻力：
（N）
其中：
为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2。
汽车的滚动阻力：
（N）
其中：
＝mg为满载或空载汽车总重（N），
为滚动阻尼系数汽车的行驶阻力之和
：
（N）
Matlab程序：
（1）求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序：
五档车程序如下
n=[600:
10:
4000];
Tq=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[3.552.771.651.000.83];nT=0.8924;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;
L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;
Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig
（2）*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig（3）*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig（4）*i0*nT/r;
Ft5=Tq*ig（5）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
ua2=0.377*r*n/ig
（2）/i0;
ua3=0.377*r*n/ig（3）/i0;
ua4=0.377*r*n/ig（4）/i0;
ua5=0.377*r*n/ig（5）/i0;
ua=[0:
5:
120];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Fz=Ff+Fw;
plot（ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz）;
title（'驱动力-行驶阻力平衡图'）;
xlabel（'ua（km/s）'）;
ylabel（'Ft（N）'）;
gtext（'Ft1'）,gtext（'Ft2'）,gtext（'Ft3'）,gtext（'Ft4'）,gtext（'Ft5'）,gtext（'Ff+Fw'）;
zoomon;
[x,y]=ginput
（1）;
zoomoff;
disp（'汽车最高车速='）;disp（x）;disp（'km/h'）;
汽车最高车速=124km/h
四档车程序如下：
q=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[6.123.111.691.00];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;
L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig
（2）*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig（3）*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig（4）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
ua2=0.377*r*n/ig
（2）/i0;
ua3=0.377*r*n/ig（3）/i0;
ua4=0.377*r*n/ig（4）/i0;
ua=[0:
5:
120];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Fz=Ff+Fw;
plot（ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua,Fz）;
title（'驱动力-行驶阻力平衡图'）;
xlabel（'ua（km/s）'）;
ylabel（'Ft（N）'）;
gtext（'Ft1'）,gtext（'Ft2'）,gtext（'Ft3'）,gtext（'Ft4'）,gtext（'Ff+Fw'）;
zoomon;
[x,y]=ginput
（1）;
zoomoff;
Tq=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[6.123.111.691.00];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;
L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig
（2）*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig（3）*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig（4）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
ua2=0.377*r*n/ig
（2）/i0;
ua3=0.377*r*n/ig（3）/i0;
ua4=0.377*r*n/ig（4）/i0;
ua=[0:
5:
120];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Fz=Ff+Fw;
plot（ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua,Fz）;
title（'驱动力-行驶阻力平衡图'）;
xlabel（'ua（km/s）'）;
ylabel（'Ft（N）'）;
gtext（'Ft1'）,gtext（'Ft2'）,gtext（'Ft3'）,gtext（'Ft4'）,gtext（'Ff+Fw'）;
zoomon;
[x,y]=ginput
（1）;
zoomoff;
disp（'汽车最高车速='）;disp（x）;disp（'km/h'）;
汽车最高车速=116km/h
（2）
其中：
为第
档对应不同转速（或车速）下的爬坡度
求汽车最大爬坡度程序：
五档车：
n=[600:
10:
4000];
Tq=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[3.552.771.651.000.83];nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;
L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;
Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
Ff=G*f;
Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;
Fz1=Ff+Fw1;
Fi1=Ft1-Fz1;
Zoomon;
imax=100*tan（asin（max（Fi1/G）））;
disp（'汽车最大爬坡度='）;
disp（imax）;
disp（'%'）;
汽车最大爬坡度=
23.0844%
四档车：
n=[600:
10:
4000];
Tq=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[6.123.111.691.00];nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;
L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;
Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
Ff=G*f;
Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;
Fz1=Ff+Fw1;
Fi1=Ft1-Fz1;
Zoomon;
imax=100*tan（asin（max（Fi1/G）））;
disp（'汽车最大爬坡度='）;
disp（imax）;
disp（'%'）;
汽车最大爬坡度=
43.0871%
（3）求汽车行驶加速度倒数曲线程序：
五档车：
n=[600:
10:
4000];
Tq=-19.3+296*（n/1000）-165*（n/1000）.^2+40.9*（n/1000）.^3-3.85*（n/1000）.^4;
m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[3.552.7711.651.000.83];nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;
L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;
Ft1=Tq*ig
（1）*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig
（2）*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig（3）*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig（4）*i0*nT/r;
Ft5=Tq*ig（5）*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig
（1）/i0;
ua2=0.377*r*n/ig
（2）/i0;
ua3=0.377*r*n/ig（
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