吉林大學汽車理論第一次作業(yè)

1、 汽車理論第一次作業(yè) 1-3. 確定該輕型貨車的動力性能（貨車可裝用4擋或 5擋變速器，任選其中的一種進行整車性能計算）。 1) 繪制汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖； 2) 求汽車最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時相應的附著率； 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 擋起步加速行駛至70km/h的車速時間曲線，求汽車用2擋起步加速行駛至70km/h的時間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)： 汽油發(fā)動機使用外特性的 Tq n 曲線的擬合公式為 =-19.313+295.27()-165.44()+40.8747()-3.8445()式中，為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩（N·m）；n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/m

2、in）。發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速600r/min，最高轉(zhuǎn)速4000r/min 。該車的其他基本參數(shù)如表 1-3 所示。 表 1-3某輕型貨車的基本參數(shù) 裝載質(zhì)量2000kg 整車整備質(zhì)量1800kg總質(zhì)量 3880kg車輪半徑 0.367m傳動系機械效率 =0.85滾動阻力系數(shù) f=0.013空氣阻力系數(shù)×迎風面積A= 2.77m主減速器傳動比 =0 5.83飛輪轉(zhuǎn)動慣量 =0.218二前輪轉(zhuǎn)動慣量 =1.798四后輪轉(zhuǎn)動慣量 =3.598 軸距 L=3.2m質(zhì)心距前軸距離（滿載）a=1.947m質(zhì)心高（滿載）=0.9m變速器（4擋和 5擋）的傳動比如表 1-4所示。 變速器傳動比1 擋 2

3、 擋 3 擋 4 擋 5 擋四檔變速器6.09 3.09 1.711.00 -五擋變速器 5.562.7691.6441.0 0.793 解：1） 繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖 。 驅(qū)動力矩=-19.313+295.27()-165.44()+40.8747()-3.8445() 主減速器傳動比 =5.83 車速 Ua=0.377n*r/(*i0) 驅(qū)動力 Ft=*/r 行駛阻力（不考慮爬坡因素，加速阻力） Ff+Fw=Gf+*Ua2/21.15整合以上信息可得當一檔行駛時：=5.56時， 2.561Ua17.074當二擋行駛時：=2.769時，5.142<Ua34.283當三擋行駛時

4、：=1.664時， 8.661Ua57.74當四擋行駛時：=1.00時 ，14.239Ua94.929當五擋行駛時：=0.793時，17.956Ua119.709 接下來，用MATLAB編程進行編程（程序在最后），繪制出圖像： 2）求汽車最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時相應的附著率。 （1）最高車速：應是驅(qū)動力與行駛阻力的等值處，及圖中交點處，將圖像放大，可測得汽車最高車速。由上圖可以看出交點處坐標為（99.07,1780），及汽車的最高車速為99.07km/h。 （2）最大爬坡度：上圖為一檔驅(qū)動力最大時的點坐標為（8.707,13140）。故當Ua=8.707km/h時，汽車驅(qū)動力最大為1

5、3140N。而當速度在20km/h以內(nèi)是，的變化較小，故認為在Ua=8.707km/h時，最大。 （ ）max=13140-2.77*/21.15=13131.07N =()/G=13131.07/(3880*9.8)=0.34534 =19.456º =tan=0.35325（3） 該坡度時附著率： 貨車為后輪驅(qū)動，則可以用以下公式計算： q=tan 得 =0.4990893）加速度倒數(shù)曲線（用MATLAB繪制）： 書中20頁，加速度倒數(shù)曲線若兩線沒有交點，則先按低檔行駛到最高速度，再換入高檔。 當二擋行駛時：=2.769時，5.142<Ua34.283當三擋行駛時：=1.6

6、64時，34.283Ua57.74當四擋行駛時：=1.00時 ，57.74Ua70利用上述數(shù)據(jù)MATLAB編程得：加速時間t=25.9958。附錄（用MATLAB編程的程序）1.驅(qū)動力行駛阻力平衡圖以及加速度倒數(shù)曲線的繪制：clear;figure(1);m=3880; %汽車總質(zhì)量r=0.367; %車輪半徑Nt=0.85; %機械傳動效率f=0.013; %滾動阻力系數(shù)CdA=2.77; %空氣阻力系數(shù)與迎風面積的乘積i0=5.83; %主減速器傳動比If=0.218; %飛輪轉(zhuǎn)動慣量Iw=5.396; %車輪轉(zhuǎn)動慣量之和 ig1=5.56;%一檔驅(qū)動力Ua1=2.561:0.001:17

7、.074;n1=i0.*ig1.*Ua1./0.377/0.367;Ttq1=-19.313+295.27.*(n1/1000)-165.44.*(n1/1000).2+40.874.*(n1/1000).3-3.8445.*(n1/1000).4; Ft1=Ttq1.*ig1.*i0.*Nt/r; ig2=2.769; %二檔驅(qū)動力Ua2=5.142:0.001:34.283; n2=i0.*ig2.*Ua2./0.377/0.367; Ttq2=-19.313+295.27.*(n2/1000)-165.44.*(n2/1000).2+40.874.*(n2/1000).3-3.8445.

8、*(n2/1000).4; Ft2=Ttq2.*ig2.*i0.*Nt/r; ig3=1.644; %三檔驅(qū)動力Ua3=8.661:0.001:57.74; n3=i0.*ig3.*Ua3./0.377/0.367; Ttq3=-19.313+295.27.*(n3/1000)-165.44.*(n3/1000).2+40.874.*(n3/1000).3-3.8445.*(n3/1000).4; Ft3=Ttq3.*ig3.*i0.*Nt/r; ig4=1.0; %四檔驅(qū)動力Ua4=14.239:0.001:94.929; n4=i0.*ig4.*Ua4./0.377/0.367; Ttq4

9、=-19.313+295.27.*(n4/1000)-165.44.*(n4/1000).2+40.874.*(n4/1000).3-3.8445.*(n4/1000).4; Ft4=Ttq4.*ig4.*i0.*Nt/r; ig5=0.793; %五檔驅(qū)動力Ua5=17.956:0.001:119.709; n5=i0.*ig5.*Ua5./0.377/0.367;Ttq5=-19.313+295.27.*(n5/1000)-165.44.*(n5/1000).2+40.874.*(n5/1000).3-3.8445.*(n5/1000).4; Ft5=Ttq5.*ig5.*i0.*Nt/r

10、; Ua6=0:0.001:130; %行駛阻力計算FfFw=9.81.*m.*f+CdA.*Ua6.2/21.15;plot(Ua1,Ft1,Ua2,Ft2,Ua3,Ft3,Ua4,Ft4,Ua5,Ft5,Ua6,FfFw); xlabel('Ua(km/h)'); ylabel('F(N)'); title('驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖（42100451）'); hold on; figure(2);VV1=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig12)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa1=VV1./(F

11、t1-9.81.*m.*f-CdA.*Ua1.2/21.15); %加速度倒數(shù)VV2=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig22)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa2=VV2./(Ft2-9.81.*m.*f-CdA.*Ua2.2/21.15); %加速度倒數(shù)VV3=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig32)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa3=VV3./(Ft3-9.81.*m.*f-CdA.*Ua3.2/21.15); %加速度倒數(shù)VV4=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2

12、.*ig42)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa4=VV4./(Ft4-9.81.*m.*f-CdA.*Ua4.2/21.15); %加速度倒數(shù)VV5=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig52)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa5=VV5./(Ft5-9.81.*m.*f-CdA.*Ua5.2/21.15); %加速度倒數(shù)plot(Ua1,aa1,Ua2,aa2,Ua3,aa3,Ua4,aa4,Ua5,aa5); axis(0 95 0 18); xlabel('Ua(km/h)');ylabel('1/a(s2

13、/m)');title('加速度倒數(shù)曲線（42100451）');2. 計算加速時間 clear; m=3880; %汽車總質(zhì)量 r=0.367; %車輪半徑 Nt=0.85; %機械傳動效率 f=0.013; %滾動阻力系數(shù) CdA=2.77; %空氣阻力系數(shù)與迎風面積的乘積 i0=5.83; %主減速器傳動比 If=0.218; %飛輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw=5.396; %車輪轉(zhuǎn)動慣量之和 ig2=2.769; Ua2=5.142:0.0001:34.283;%二檔加速范圍 n2=i0.*ig2.*Ua2./0.377/0.367; Ttq2=-19.313+295.27

14、.*(n2/1000)-165.44.*(n2/1000).2+40.874.*(n2/1000).3-3.8445.*(n2/1000).4; Ft2=Ttq2.*ig2.*i0.*Nt/r; ig3=1.644; Ua3=34.283:0.0001:57.74;%三檔加速范圍 n3=i0.*ig3.*Ua3./0.377/0.367; Ttq3=-19.313+295.27.*(n3/1000)-165.44.*(n3/1000).2+40.874.*(n3/1000).3-3.8445.*(n3/1000).4; Ft3=Ttq3.*ig3.*i0.*Nt/r; ig4=1.0; Ua4

15、=57.74:0.0001:70;%四檔加速范圍 n4=i0.*ig4.*Ua4./0.377/0.367; Ttq4=-19.313+295.27.*(n4/1000)-165.44.*(n4/1000).2+40.874.*(n4/1000).3-3.8445.*(n4/1000).4; Ft4=Ttq4.*ig4.*i0.*Nt/r; VV2=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig22)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa2=VV2./(Ft2-9.81.*m.*f-CdA.*Ua2.2/21.15); %加速度倒數(shù) VV3=m.*(1+Iw/(m.*r.2)+(Nt.*If.*i0.2.*ig32)/(m.*r.2); %計算等效平移質(zhì)量 aa3=VV3./(Ft3-9.81.*m.*f-CdA.*Ua3