同济大学汽车电子方向汽车理论大作业

1、汽车理论大作业汽车理论大作业2013 年 12 月1、确定一轻型货车的动力性能 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用 2 档起步加速行驶至 70km/h 的车速时间曲线，用计算机求汽车用 2 档起步加速行驶至 70km/h 的 加速时间。 轻型货车的有关数据如表 1 所示： 表 1 轻型货车相关数据 序号内容数值单位 1发动机的最低转速 n min600r/min 2发动机的最高转速 n max4000r/min 3装载质量2000kg 4整车整备质量1800kg 5总质量3880kg 6车轮半径0.367m 7传动系机械效率 t0.85N/A 8滚动阻力系数 f0.013N/A 9空气阻力系数迎风面积 CDA2.77m2 10主减速器传动比 i05.83N/A 11飞轮转动惯量 If0.218kgm2 12二前轮转动惯量 Iw11.798kgm2 13四后轮转动惯量 Iw23.598kgm2 14变速器传动比 ig见表 2N/A 15轴距 L3.2m 16空载质心高度 0

2、.7m 17满载质心高度 0.9m 18空载轴荷分配 前轴 70%，后轴 30% 19满载轴荷分配前轴 40%，后轴 60% 汽油发动机使用外特性的 Tq-n 曲线的拟合公式为23419.313295.27() 165.44()40.874()3.8445()1000100010001000qnnnnT 式中，Tq 为发动机转矩（Nm）;n 为发动机转速（r/min） 。表 2 变速器传动比 档档档档档 四档变速器6.093.091.711.00- 五档变速器5.562.7691.6441.000.7934 43 32 210eeeePBPBPBPBBb 外特性曲线及万有特性曲线外特性曲线及万有特性曲线公式23419.313295.27() 165.44()40.874()3.8445()1000100010001000qnnnnT = 9550代码%绘制发动机万有特性及外特性曲线% clc; clear;n=600:1:4000; tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000

3、).4; pe=(tq.*n)/9550;sz=get(0,screensize); figure(outerposition,sz); figure(1); ax,h1,h2=plotyy(n,pe,n,tq);xlabel(转速 r/m); set(get(ax(1),Ylabel),string,功率 kw,color,k) set(get(ax(2),Ylabel),string,转矩 nm,color,k) grid onlegend(功率,转矩) title(功率转矩外特性);n2=1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804; B0=1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7; B1=303.98 189.75 121.59 98.893 73.714 84.478 45.291*(-1); B2=36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113; B3=2.0553 0.51184 0.18517 0.091077 0.05138 0.0474

4、49 0.00075215*(-1); B4=0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.0002823 -0.000038568; tqb=-19.313+295.27*(n2/1000)-165.44*(n2/1000).2+40.874*(n2/1000).3- 3.8445*(n2/1000).4; Peb=(tqb.*n2)/9550;b=B0+B1.*Peb+B2.*Peb.2+B3.*Peb.3+B4.*Peb.4; %燃油消耗率特性曲线 %燃油消耗率特性 sz=get(0,screensize); figure(outerposition,sz); plot(n2,b) p=polyfit(n2,b,3); nh=polyval(p,n); plot(n,nh)xlabel(转速 r/m); ylabel(b g/(kwh);title(燃油消耗率外特性); grid on;曲线 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图，计算最高车速绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图，计算最高车速公式驱动力：Ft= Tq*ig*io*nt

5、/r 速度：Ua=0.377*r*n/(ig*io) 行驶阻力：Fz=Ff+Fw=Gf+CdA*Ua2/21.15注：以下各题均以四档代码为例进行说明，五档代码替换各传动比即可，不注：以下各题均以四档代码为例进行说明，五档代码替换各传动比即可，不 再赘述再赘述代码%四档变速最高时速% clc; clear; sz=get(0,screensize); figure(outerposition,sz);n=600:1:4000; tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; pe=(tq.*n)/9550;%参数%水平路面加速分析%r=0.367; iq=2*0.899; ih=4*0.8995; iff=0.218; nt=0.85; m1=1800; m2=3880; i0=5.83; ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.00;%4 挡变速器% f1=tq*i0*ig1*0.85/0.367; f2=tq*i0*ig2*0.85/0

6、.367; f3=tq*i0*ig3*0.85/0.367;f4=tq*i0*ig4*0.85/0.367;ua1=0.377*0.367.*n/(ig1*i0); ua2=0.377*0.367.*n/(ig2*i0); ua3=0.377*0.367.*n/(ig3*i0); ua4=0.377*0.367.*n/(ig4*i0);figure(1); hold on; plot(ua1,f1); plot(ua2,f2); plot(ua3,f3); plot(ua4,f4);xlabel(车速 km/h); ylabel(驱动力 kN);%求空载行驶阻力%ff=0.013*1800*9.8; fw=4.07*0.68/21.15*(ua4.2); f=ff+fw; plot(ua4,f,r); grid on;%求满载行驶阻力%ff=0.013*3880*9.8; fw=4.07*0.68/21.15*(ua4.2); f=ff+fw; plot(ua4,f,g); grid on;gtext(1 挡); gtext(2 挡); gtext(3 挡); gtext(4 挡);

7、gtext(满载); gtext(空载);%驱动力曲线与阻力曲线无交点所以最高车速为发动机转速最高时对应最高档车速% umax=max(ua4)title(四档变速驱动力-行驶阻力平衡图-最高速 94.93km/h);曲线求求最最高高车车速、速、最最大大22ff1ffD-ff-Darcsin 爬坡度及克服该坡度时相应的附着率爬坡度及克服该坡度时相应的附着率公式四档最高时速由驱动力阻力图可得 uamx=94.93；求图中驱动力线和阻力线的交点， 得空载 umax=99.2 满载为 107.1km/h 计算爬坡度动力因子 D=（Ft-Fw）/G又 D=ff*cosa+sinaI=tan（a） 绘制在不同车速和档位下对应的 I 求出其中最大的即可代码%四档爬坡% clc; fw1=4.07*0.68/21.15*(ua1.2); fw2=4.07*0.68/21.15*(ua2.2); fw3=4.07*0.68/21.15*(ua3.2); fw4=4.07*0.68/21.15*(ua4.2);d1=(f1-fw1)/9.8; d2=(f2-fw2)/9.8; d3=(f3-fw3)/9

8、.8; d4=(f4-fw4)/9.8;%空载最大爬坡度% sz=get(0,screensize); figure(outerposition,sz); figure(1); hold on; grid on; d1=d1/m1; d2=d2/m1; d3=d3/m1; d4=d4/m1; i1=tan(asin(d1-0.013*sqrt(1-d1.2+0.0132)/(1+0.0132); i2=tan(asin(d2-0.013*sqrt(1-d2.2+0.0132)/(1+0.0132); i3=tan(asin(d3-0.013*sqrt(1-d3.2+0.0132)/(1+0.0132); i4=tan(asin(d4-0.013*sqrt(1-d4.2+0.0132)/(1+0.0132); plot(ua1,i1); plot(ua2,i2); plot(ua3,i3); plot(ua4,i4);xlabel(车速 km/h);ylabel(爬坡度 i); title(四档空载爬坡度); imax=max(i1); text(6.5,imax-0.3,imax=,n

9、um2str(imax)%满载最大爬坡度% sz=get(0,screensize); figure(outerposition,sz); figure(2); hold on; grid on; d1=d1/m2*m1; d2=d2/m2*m1; d3=d3/m2*m1; d4=d4/m2*m1; i1=tan(asin(d1-0.013*sqrt(1-d1.2+0.0132)/(1+0.0132); i2=tan(asin(d2-0.013*sqrt(1-d2.2+0.0132)/(1+0.0132); i3=tan(asin(d3-0.013*sqrt(1-d3.2+0.0132)/(1+0.0132); i4=tan(asin(d4-0.013*sqrt(1-d4.2+0.0132)/(1+0.0132); plot(ua1,i1); plot(ua2,i2); plot(ua3,i3); plot(ua4,i4);xlabel(车速 km/h); ylabel(爬坡度 i); title(四档满载爬坡度); imax=max(i1); text(6.5,imax-0.1,imax=,num2str(imax)曲线分分 析：如图示货车低速档驱动力大，若全力爬坡对应的四五档最大爬坡度分别析：如图示货车低速档驱动力大，若全力爬坡对应的四五档最大爬坡度分别 为空载为空载 1.37，1.08，满载，满载 0.39，0.35，但实际上前者是无

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