汽車?yán)碚撟鳂I(yè)

1、 2012年汽車?yán)碚撟鳂I(yè) 1.3 確定一輕型貨車的動(dòng)力性能（貨車可裝用4擋或5擋變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車性能計(jì)算）：1）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的車速時(shí)間曲線，或者用計(jì)算機(jī)求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為式中，Tq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（Nm）;n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax=4000r/min。裝載質(zhì)量 20

2、00kg整車整備質(zhì)量 1800kg總質(zhì)量 3880kg車輪半徑 0.367m傳動(dòng)系機(jī)械效率 t=0.85滾動(dòng)阻力系數(shù) f=0.013空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積 CDA=2.77m2主減速器傳動(dòng)比 i0=5.83飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 If=0.218kgm2二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw1=1.798kgm2四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw2=3.598kgm2變速器傳動(dòng)比 ig(數(shù)據(jù)如下表) 檔檔檔檔檔四檔變速器6.093.091.711.00-五檔變速器5.562.7691.6441.000.793軸距 L=3.2m質(zhì)心至前軸距離（滿載） a=1.974m質(zhì)心高（滿載） hg=0.9m解：選擇五檔1）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平

3、衡圖 汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：由本題的已知條件,即可求得汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力與車速的關(guān)系,編程利用MATLAB即可得到汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率汽車以最高檔(五檔)行駛時(shí)，達(dá)到最高車速，即上圖有曲線與曲線的交點(diǎn)。即求最大坡度時(shí)，因此有，一般汽車最大爬坡度達(dá)30%左右，因此利用汽車行駛方程式確定檔及低檔爬坡能力時(shí)，應(yīng)采用Gsina作為坡度阻力，即得再由可得到汽車爬坡度與車速的關(guān)系式：；而汽車最大爬坡度為檔時(shí)的最大爬坡度。利用MATLAB計(jì)算可得，。最大坡度下，q=,如是前輪驅(qū)動(dòng)，；不合理，舍去。如是后輪驅(qū)

4、動(dòng)，。3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，求加速時(shí)間求得各檔的汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如下表所示：汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)檔檔檔檔檔1.38291.10271.04291.02241.0179由，利用MATLAB畫(huà)出汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖：.汽車加速時(shí)間曲線2.7已知貨車裝用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與萬(wàn)有特性。負(fù)荷特性曲線的擬合公式為：其中，b為燃油消耗率g/(kWh)；Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率（kW）；擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗（怠速轉(zhuǎn)速400r/min）。計(jì)算與繪制題1.3中貨車的1）汽車功率平衡圖。2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線解：1）汽車功率平衡圖。發(fā)動(dòng)機(jī)功率在各檔下的

5、功率、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率對(duì)車速的關(guān)系曲線即為汽車功率平衡圖，其中：，編程計(jì)算，汽車的功率平衡圖為：2）最高檔和次高檔的等速百公里油耗曲線用三次樣條插值法，利用MATLAB求出每個(gè)n值所對(duì)應(yīng)的擬合式系數(shù)：。由，忽略坡度阻力和加速阻力，則，又，令，則可得實(shí)際繪出的最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線如下：1：繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖程序：n=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*5.56*5.83*0.85/0.367;ua=

6、0.377*0.367*n/(5.56*5.83);plot(ua,Ft,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*2.769*5.83*0.85/0.367;ua=0.377*0.367*n/(2.769*5.83);plot(ua,Ft,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/100

7、0).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*1.644*5.83*0.85/0.367;ua=0.377*0.367*n/(1.644*5.83);plot(ua,Ft,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*1.00*5.83*0.85/0.367;ua=0.377*0.367*n/(1.00*5.83);plot(ua,Ft,LineWid

8、th,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*0.793*5.83*0.85/0.367;ua=0.377*0.367*n/(0.793*5.83);plot(ua,Ft,LineWidth,2)hold onFo=38024*0.013+2.77/21.15*(ua.2);plot(ua,Fo,LineWidth,2) xlabel(ua/(km/h),fontsize,18); ylabel(F/N,fon

9、tsize,18);title(汽車驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖,fontsize,18);gtext(Ft1,fontsize,18)gtext(Ft2,fontsize,18)gtext(Ft3,fontsize,18) gtext(Ft4,fontsize,18) gtext(Ft5,fontsize,18) gtext(Ff+Fw,fontsize,18)2：求最大坡度程序：n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ig=5.56 2.769 1

10、.644 1.00 0.793;Ft1=Tq*5.56*5.83*0.85/0.367;ua1=0.377*0.367*n/5.56/5.83;Ff=38024*0.013;Fw1=2.77*ua1.2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G);disp(汽車最大爬坡度);disp(imax);disp(%);3：繪制汽車行駛加速度曲線程序：n=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8

11、445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(5.56*5.83);Fo=Tq*5.56*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=Fo/1.3829/3880;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(2.769*5.83);Fo=Tq*2.769*5.83*0.85/0.3

12、67-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=Fo/1.1027/3880;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(1.644*5.83);Fo=Tq*1.644*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=Fo/1.0429/3880;plot(ua,a,LineWidt

13、h,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(1.00*5.83);Fo=Tq*1.00*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=Fo/1.0179/3880;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000

14、).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(0.793*5.83);Fo=Tq*0.793*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=Fo/1.0179/3880;plot(ua,a,LineWidth,2)xlabel(ua/(km/h),fontsize,18); ylabel(a,fontsize,18);title(汽車的行駛加速度曲線,fontsize,18);gtext(,fontsize,18)gtext(,fontsize,18)gtext(,fontsi

15、ze,18) gtext(,fontsize,18) gtext(,fontsize,18)4：:汽車的加速度倒數(shù)曲線圖程序：n=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(5.56*5.83);Fo=(Tq*5.56*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=(1.3829*3880)./Fo;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=6

16、00:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(2.769*5.83);Fo=Tq*2.769*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=(1.1027*3880)./Fo;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87

17、*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(1.644*5.83);Fo=Tq*1.644*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=(1.0429*3880)./Fo;plot(ua,a,LineWidth,2)hold onn=600:pi/100:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.87*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;ua=0.377*0.367*n/(1.00*5.83);Fo=Tq*

18、1.00*5.83*0.85/0.367-38024*0.013-2.27/21.15*(ua.2);a=(1.0224*3880)./Fo;plot(ua,a,LineWidth,2)xlabel(ua/(km/h),fontsize,18); ylabel(1/a,fontsize,18);title(汽車的行駛加速度倒數(shù)曲線,fontsize,18);gtext(1/a1,fontsize,18)gtext(1/a2,fontsize,18)gtext(1/a3,fontsize,18) gtext(1/a4,fontsize,18)5：汽車功率平衡圖程序：n=600:1:4000;ua

19、=0:1:100;i0=5.83;ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1;ig5=0.793;r=0.367;t=0.85;m=3880;G=38024;f=0.013;CdA=2.77;ua1=(0.377*r*n)/(ig1*i0);ua2=(0.377*r*n)/(ig2*i0);ua3=(0.377*r*n)/(ig3*i0);ua4=(0.377*r*n)/(ig4*i0);ua5=(0.377*r*n)/(ig5*i0);n1=(ua1*ig1*i0)/(0.377*r);n2=(ua2*ig2*i0)/(0.377*r);n3=(ua3*ig3*i0)/

20、(0.377*r);n4=(ua4*ig4*i0)/(0.377*r);n5=(ua5*ig5*i0)/(0.377*r);Tq1=-19.313+295.27*n1/1000-165.44*(n1/1000).2)+40.874*(n1/1000).3)-3.8445*(n1/1000).4);Tq2=-19.313+295.27*n2/1000-165.44*(n2/1000).2)+40.874*(n2/1000).3)-3.8445*(n2/1000).4);Tq3=-19.313+295.27*n3/1000-165.44*(n3/1000).2)+40.874*(n3/1000).

21、3)-3.8445*(n3/1000).4);Tq4=-19.313+295.27*n4/1000-165.44*(n4/1000).2)+40.874*(n4/1000).3)-3.8445*(n4/1000).4);Tq5=-19.313+295.27*n5/1000-165.44*(n5/1000).2)+40.874*(n5/1000).3)-3.8445*(n5/1000).4);Pe1=Tq1.*n1/9550;Pe2=Tq2.*n2/9550;Pe3=Tq3.*n3/9550;Pe4=Tq4.*n4/9550;Pe5=Tq5.*n5/9550;Pfw=(G*f*ua./3600+

22、(CdA*ua.3)/76140)/t;plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua,Pfw,LineWidth,2);title(汽車功率平衡圖);xlabel(ua/(km/h);ylabel(P/kW);gtext(1,fontsize,18)gtext(2,fontsize,18)gtext(3,fontsize,18) gtext(4,fontsize,18) gtext(5,fontsize,18) gtext(Pf+Pw)/t,fontsize,18)6：最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線n=600:1:4000;ig=5.56

23、2.769 1.644 1.00 0.793;n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;B30=-5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.09107

24、7 -0.05138 -0.047449 -0.00075215;B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568;B0=spline(n0,B00,n);B1=spline(n0,B10,n);B2=spline(n0,B20,n); B3=spline(n0,B30,n);B4=spline(n0,B40,n);Ff=38024*0.013;ua4=0.377*0.367*n/1.00/5.83;ua5=0.377*0.367*n/0.793/5.83;Fz4=Ff+

25、2.77*(ua4.2)/21.15;Fz5=Ff+2.77*(ua5.2)/21.15;Pe4=Fz4.*ua4./(0.85*3.6*1000);Pe5=Fz5.*ua5./(0.85*3.6*1000); b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).2+B3(i)*Pe4(i).3+B4(i)*Pe4(i).4;b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).2+B3(i)*Pe5(i).3+B4(i)*Pe5(i).4;pg=7.15;Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg); Q5=Pe5.*b5./(1.02

26、.*ua5.*pg);plot(ua4,Q4,ua5,Q5,LineWidth,2);axis(0 110 10 50);title(最高檔與次高檔等速百公里油耗曲線);xlabel(ua(km/h);ylabel(百公里油耗（L/100km）);gtext();gtext()7：汽車加速曲線程序nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g; ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2);endua=6:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.2/21.15;for i=1:N k=i; if ua(i)=u2(2) n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+2