2023年汽車理論大作業(yè)

一、擬定一輕型貨車的動力性能。

1)繪制汽車驅動力與行駛阻力平衡圖；

2)求汽車最高車速與最大爬坡度；

3)繪制汽車行駛加速度倒數曲線;用計算機求汽車用II檔起

步加速行駛至7Okm/h所需

的加速時間。

已知數據略。(參見《汽車理論》習題第一章第3題)

解題程序如下:用MatIab語言

⑴繪制汽車驅動力與行駛阻力平衡圖

ml=2023;m2=l800;mz=3880;

g=9.81;r=0.367;CdA=2.77;f=0.013；nT=0.85;

ig=15.562.7691.6441.000.793];i0=5.83；

lf=0.218;lwl=l.798；Iw2=3.598;

lw=2*1wl+4*Iw2;

fori=1:69

n(i)=(i+11)*50;

Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)"2+40.874*(n(i)

/1000)A3-3.8445*(n(i)/1000)A4；

end

forj=l:5

fori=1:69

Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r;

ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*iO);

Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)-2/21.15+mz*g*f；

end

end

p1ot(ua,Ft,ua,Ff,ua,Ff+Fw)

titled汽車驅動力與行駛阻力平衡圖')；

xlabelCua(km/h)');

y1abel(,Ft(N)');

gtext('Ft11)

gtext('Ft2')

gtext(*Ft3')

gtext('Ft4z)

gtext(1Ft5z)

gtext('Ff+Fw7)

(A)求最大速度和最大爬坡度

fork=l：175

nl(k)=3300+k*0.1;

Ttq(k)=-19.313+295.27*(nl(k)/1000)-165.44*(nl(k)/1000)A2

+40.874*(n1(k)/l000)A33.8445*(nl(k)/I000)A4;

Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;

ua(k)=0.377*r*nl(k)/(ig(5)*i0)；

Fz(k)=CdA*ua(k)-2/21.15+mz*g*f；

E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)))；

end

fork=l：175

if(E(k)==min(E))

dis汽車最高車速=>

disp(ua(k))；

disp('km/h");

end

end

forp=1:150

n2(p)=2023+p*0.5；

Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000)-165.44*(n2(p)/1000)A2+40.874*(n2

(p)/1000)

A3-3.8445*(n2(p)/1000)"4;

Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*i0*nT/r;

ua(p)=0.377*r*n2(p)/(ig(l)*i0)；

Fz(p)=CdA*ua(p)"2/21.15+mz*g*f;

af(P)=asin((Ft(p)-Fz(p))/(mz*g))；

end

forp=1:150

if(af(p)==max(af))

i=tan(af(p));

disp(，汽車最大爬坡度=');

disp(i);

end

end

汽車最高車速=99.0679km/h

汽車最大爬坡度=0.3518

(3)計算2檔起步加速到70km/h所需時間

fori=l:69

n⑴=(i+11)*50;

Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)八2+40.874*(n(i)/1000)

3-3.8445*(n(i)/1000)A4;

end

forj=l:5

fori=l:69

deta=l+lw/(mz*rA2)+If*ig(j)"2*i0八2*nT/(mz*r八2);

ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);

a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)^i0*nT/r-CdA*ua(i,j)"2/21.15

?mz*g*f)/(deta*mz);

if(a(i,j)<=0)

a(i,j)=a(i—1J)；

end

if(a(i,j)>0.05)

bl(i.j)=a(i,j);

u1(i,j)=ua(i,j)；

e1se

bl(i,j)=a(i—1J);

ul(ij)=ua(i—1J);

end

b(i,j)=l/b1(iJ);

end

end

x1=ul(:,l)；yl=b(：,1)；

x2=ul(：,2);y2=b(:,2);

x3=u1(：,3);y3=b(：,3);

x4=ul(:,4);y4=b(:,4);

x5=ul(:z5);y5=b(：,5);

p1ot(xl,yl,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);

titl”加速度倒數時間曲線');

axis([0120030])；

xlabel('ua(km/h)')；

ylabel('l/aj')；

gtext(11/a11)

gtext(?1/a21)

gtext('l/a31)

gtext(f1/a41)

gtext('1/a5z)

加速度倒數時間曲線

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

ua(km/h)

fori=l:69

A=ua(i,3)~ua(69,2);

if(A<1&A>0)

j=i；

end

B=ua(i,4)—ua(69,3);

if(B<2&B>0)

k=i;

end

if(ua(i,4)<=70)

m=i；

end

end

t=ua(l,2)*b(l,2);

forp1=2：69

tl(pl)=(ua(pl,2)-ua(p1-1,2))*(b(pl,2)+b(p1—1,2))*0.5;

t=t+t1(pl);

end

forp2=j：69

t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-l,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;

t=t+t2(p2);

end

forp3=k：m

t3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3—1,4))*(b(p3,4)+b(p3—1,4))*0.5；

t=t+t3(p3)；

end

t=t+(ua(j,3)-ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4)—ua(69,3))*b(69,3)

+(70-ua(m,4))*b(m,4);

tz=t/3.6；

disp(加速時間=');

disp(tz);

disp('s');

加速時間=29.0585s

二、計算與繪制題1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。

已知數據略。(參見《汽車理論》習題第二章第7題)

解題程序如下:用Matlab語言

ml=2023：m2=1800;mz=3880;g=9.81;

r=0.367;CdA=2.77;f=0.013；nT=0.85;

ig=[5.562.7691.6441.000.793];

i0=5.83;If=0.218；lwl=l.798;Iw2=3.598;

nl=[8151207161420232603300634033804];

lw=2*lwl+4*Iw2;

nd=400；Qid=0.299；

forj=l:5

fori=1:69

n(i)=(i+11)*50;

Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)A2+40.874*(n(i)/I0

00廠3—3.8445*(n(i)/1000)A4;

Pe(i)=n(i)*Ttq(i)/9549;

ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);

Pz(i,j)=(mz*g*f*ua(i,j)/3600.+CdA*ua(i,j)A3/76140.)/nT；

end

end

p1ot(ua,Pe,ua,Pz);

title-汽車功率平衡圖力;

xIabelCua(km/h),)；

ylabel('Pe,Pz(kw),)；

gtext(zI')

gtext('II')

gtext('IH')

gtext('IV)

gtext('V)

gtext(zP阻')

汽車功率平衡圖

M

X

50

adJ

40

30

20

o

oo

20406080100120

ua/(km/h)

frXI

l=:8

Td(i)=—19.313+295.27*(nl(i)/I000.0)-165.44*(nl(i)/1000.0)A2+40.874*

(n1(i)/10

00.0)八3-3.8445*(nl(i)/1000.0)A4;

Pd(i)=n1(i)*Td(i)/9549;

u(i,j)=0.377*n1(i)*r/(ig(j)*i0);

end

end

b(l)=0.17768*Pd(1)A4-5.8629*Pd(l)"3+72.379*Pd⑴"2-416.46*Pd(1)+1326.

8;

b(2)=0.043072*Pd(2)A4-2.0553*Pd(2)A3+36.657*Pd(2)A2-303.98*Pd(2)+1354.7;

b(3)=0.0068164*Pd(3)A4-0.51184*Pd(3)”3+14.524*Pd(3)A2-189.75*Pd(3)+1284.4;

b(4)=0.0018555*Pd(4),4-0.18517*Pd(4)A3+7.0035*Pd(4)A2-121.59

*Pd(4)+1122.9;

b(5)=0.00068906*Pd(5)A4-0.091077*Pd(5)"3+4.4763*Pd(5)A2-98.893*Pd(5)+

1141.0;

b(6)=0.00035032*Pd(6「4-0.05138*Pd(6)"3+2.8593*Pd⑹A2—73.714*Pd(6)+1

051.2；

b(7)=0.00028230*Pd(7)A4-0.047449*Pd⑺”+2.9788*Pd(7)A2-84.478*Pd(7)+l

233.9;

b(8)=-0,*Pd(8)A40.00075215*Pd(8)A3+0.71113*Pd(8產245.291*Pd(8)

+1129.7;

ul=u(:,1)';

u2=u(:,2)'；

u3=u(:,3)'；

u4=u(:,4)'；

u5=u(:,5)';

Bl=polyfit(ul,b,3);

B2=polyfit(u2,b/3);

B3=polyfit(u3,b,3)；

B4=polyfit(u4,b,3);

B5=polyfit(u5,b,3);

forq=l：69

bh(qzl)=polyval(Blzua(q,l));

bh(q,2)=polyval(B2,ua(q/2))；

bh(q3)=P°Iyval(B3,ua(q,3))；

bh(qz4)=poIyval(B4,ua(q,4));

bh(q,5)=po1yval(B5,ua(q,5));

end

fori=1:5

forq=1:69

Q(q,i)=Pz(qj)*bh(q,i)/(1.02*ua(qj)*7.05);

end

end

plot(ua(:,4),Q(：,4),ua(:,5)ZQ(：,5));

title-四檔五檔等速百公里油耗圖')；

xlabel('ua(km/h)');

ylabel('Qs(L/l00km)');

四檔和五檔等速百公里油耗曲線

020406080100120

ua/(km/h)

三、一中型貨車裝有前后制動器分開的雙管路制動系，其有關參

數如下：

質心至制動力

質量質心高

載荷軸距L/m前軸距分派系

(kg)hg/m

離a/m數B

空載40800.8453.9502.1000.38

滿載92901.1703.9502.9500.38

1)計算并繪制運用附著系數曲線和制動效率曲線

2)求行駛車速Ua=30km/h,在°=().80路面上車輪不抱死

的制動距離。計算時取制動系反映時間々=0.02s,制動減速

度上升時間「；=0.02so

3)求制動系前部管路損壞時汽車的制動距離s,制動系后部

管路損壞時汽車的制動距離力。

Matlab程序：

m1=4080;hg1=0.845；al=2.100;

m2=9290;hg2=l.17;a2=2.95;

beta=0.38；L=3.95;

z=0:0.05:1

gfl=beta,*z*L?/(L-al4-z*hg1);

gf2=beta.*z*L./(L-a2+z*hg2)；

gr1=(1-beta).*z*L./(al-z*hg1)；

gr2=(1—beta).*z*L./(a2-z*hg2)；

g=z;

fori=1：21

if(z(i)<0.3&z(i)>0.15);

g3(i)=z(i)+0.08;

end

if(z(i)>=0.3)；

g3(i)=0.38+(z(i)-0.3)/0.74;

end

end

zl=0.15:0.01:0.3;

g4=zl-0.08;

plot(z,gfl,'-?',z,gf2,z,grl,,',z,gr2,z,g,z,g3,'xk',zl,g

4,)

axis(LO101.2])

tit1e(，運用附著系數與制動強度的關系曲線，)

xlabel「制動強度z/g')

ylabel('運用附著系數g，)

gtext?？哲嚽拜S，)

gtext('空車后軸')

gtext('滿載前軸')

gtext('滿載后軸,)

gtext「ECE法規(guī)，)

利用附著系數與制動強度的關系曲線

1

0.8

6

瑜

派

卿0.6

盤

氏

=

長

0.4

0.2

0

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

制動強度z/g

C=0:0.05:1；

Erl=(al/L)./((1-beta)+C*hg1/L)*100；

Ef=(L-a2)/L./(beta-C*hg2/L)*100;

Er=(a2/L)./((1-beta)+C*hg2/L)*100；

plot(C,Er,C,Ef,C,Erl)

axis([010100])

tit1e(f前后附著效率曲線')

xlabel(7附著系數C')

y1abe1(響動效率(%)1)

gtext(1滿載,)

gtext('Ef')

gtext「Er')

gtext?？蛰d，)

gtext(*Er,)

前后附著效率曲線

100

90

80

70

(

％60

)

就50

賴

杼

g40

30

20

10

0

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

附著系數C

Cl=0.8

El=(ak1/L)./((1-beta)+C1*hgl/L);

E2=(am2/L)/((l-beta)+Cl*hg2/L);

a1=E1*C1*9.8；

a2=E2*C1*9.8;

ua=30;i21=0.02;i22=0.02；

sl=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua42/(25.92*ak1);

s2=(i21