汽车理论课程设计模板

1、序号: 汽车理论课程设计说明书 题目：汽车动力性计算 班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师： 目录 一. 题目要求3 二. 计算步骤4 三. 心得体会21 四. 参考资料21 一.题目要求 1、要求： 1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线； 2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图； 3） 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上（横坐标），格式见图1。 图1等速行驶时各挡发动机负荷（率） 4）绘制动力特性图； 5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线； 6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间（加速 区间（初速度和末速度

2、）按照国家标准GB/T 12543 2009规定选取，并且在说明书中 具体说明选取； 7） 列表表示最高挡和次高挡在20整数倍车速的参数值，格式见表1 （注意：要将无意义的 部分删除，比如最高车速只有105km/h，贝U 120 km/h对应的状况无意义，需要删除）。 8）对动力性进行总体评价。 轻型货车的有关数据： i0=5.94, t=0.88 发动机的最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000r/min 滚动阻力系数f=0.013; 主减速器传动比i=5.65 变速器传动比ig （数据见下表） I挡 U挡 川挡 W挡 五挡变速器 6.09 3.09 1.71 1.00

3、 轴距L=3.2m； 质心至前轴距离（满载）a=1.947m 质心高hg =0.9m 1由发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转 矩外特性曲线； 通过发动机使用外特性曲线拟合公式: Ttq =-19.313 295.27 1000 -165.44 n 1000 -40.874 n 1000 -3.8445 n 1000 功率： Petq n 9550 得程序： n=600:4000; Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( 1000)42+40.874*( 1000)93-3.8445*( n/1000).A4; %求转矩 Pe=Ttq.* n/9

4、550;% 求功率 plot( n,Pe) hold on plot( n, Ttq) xlabel( n(r/mi n),ylabel(Pe(Kw) title(itPe-n 和 Ttq-n) gtext(Pe);gtext(Ttq); 注：nmin =600r/min , nmax=4000r/min 2.绘制驱动力-行驶阻力平衡图; 公式为：Ft 二 Tqi0ignT r 程序为： clc ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367; f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.94

5、7; hg=0.9; lf=0.218; Iw1= 1.798; Iw2=3.598; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; n=600:4000; Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/1 000).A4;%求转矩 Ft仁Ttq*ig1*i0*nT/r;%求汽车各档驱力 Ft2=Ttq*ig2*i0* nT/r; Ft3=Ttq*ig3*i0* nT/r; Ft4=Ttq*ig4*i0* nT/r; ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);%求汽车各档

6、对应的车速 ua2=0.377*r* n/(ig2*i0); ua3=0.377*r* n/(ig3*i0); ua4=0.377*r* n/(ig4*i0); Ff=G*f; %汽车的滚动阻力 ua=li nspace(0,150,100); Fw=CDA*ua.A2/21.15; %汽车的空气阻力 F=Ff+Fw;%汽车的滚动阻力与空气阻力之和即行驶阻力 plot(ua1,Ft1) hold on plot(ua2,Ft2) hold on plot(ua3,Ft3) hold on plot(ua4,Ft4) hold on plot(ua,F) hold on plot(ua,Ff)

7、xlabel(ua/(km/h),ylabel(F/N) title(it汽车驱动力-行驶阻力平衡图) ua,F=gi nput(1) 得到结果：(取得) ua = 93.8364 F =1.0e+003 * 1.4269 图形： 3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图: 公式为: Ff - Fw Ftn 程序主体基本不便，改为： clc ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367; f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.947; hg=0.9; lf=0.218; Iw1= 1.7

8、98; Iw2=3.598; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; n=600:4000; Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/1 000).A4;%求转矩 Ft仁Ttq*ig1*i0*nT/r;%求汽车各档驱力 Ft2=Ttq*ig2*i0* nT/r; Ft3=Ttq*ig3*i0* nT/r; Ft4=Ttq*ig4*i0* nT/r; ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);%求汽车各档对应的车速 ua2=0.377*r* n/(ig2*i0)

9、; ua3=0.377*r* n/(ig3*i0); ua4=0.377*r* n/(ig4*i0); Fw1=CDA*ua1.A2/21.15; Fw2=CDA*ua2.A2/21.15; Fw3=CDA*ua3.A2/21.15; Fw4=CDA*ua4.A2/21.15; Ff=G*f; %汽车的滚动阻力 ua=li nspace(0,120,35); Fw=CDA*ua.A2/21.15; U仁(Ff+Fw1)./Ft1; %汽车各档的负荷率 U2=(Ff+Fw2)./Ft2; U3=(Ff+Fw3)./Ft3; U4=(Ff+Fw4)./Ft4; plot(ua1,U1) hold

10、on plot(ua2,U2) hold on plot(ua3,U3) hold on plot(ua4,U4) hold on xlabel(ua/(km*hA-1),ylabel(U) title(it负荷率图) ua,U=gi nput(1) 得到图： )Frgure 1 File Edit View Insert Tools D ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367; f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.947; hg=0.9; If=0.218; lw仁 1.798; Iw2=3.5

11、98; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; n=600:4000; Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( n/1000).A2+40.874*( n/1000).A3-3.8445*( n/1000).A4;% 转矩 Ft仁Ttq*ig1*iO* nT/r;% 求汽车各档驱力 Ft2=Ttq*ig2*i0* nT/r; Ft3=Ttq*ig3*i0* nT/r; Ft4=Ttq*ig4*i0* nT/r; ua仁0.377*r* n/(ig1*iO);%求汽车各档对应的车速 ua2=0.377*r* n/(ig2*i0); ua3=

12、0.377*r* n/(ig3*i0); ua4=0.377*r* n/(ig4*i0); Fw 1=CDA*ua1.A2/21.15; Fw2=CDA*ua2.A2/21.15; Fw3=CDA*ua3.A2/21.15; Fw4=CDA*ua4.A2/21.15; ua=li nspace(0,120,35); Fw=CDA*ua.A2/21.15; D1=(Ft1-Fw1)/G; %汽车各档的动力因素 D2=(Ft2-Fw2)/G; D3=(Ft3-Fw3)/G; D4=(Ft4-Fw4)/G; f=Fw/G; %滚动阻力系数 plot(ua1,D1) hold on plot(ua2,

13、D2) hold on plot(ua3,D3) hold on plot(ua4,D4) hold on plot(ua,f) xlabel(ua/(km*hA-1),ylabel(D) title(it动力特性图) ua,D=gi nput(1) 结果： ua = 90.0000 D =0.0550 注：格外做出f曲线于图中，交出 ua 5) 绘制加速度倒数曲线： 方程为： Ttqigio tCD A2 du 二 Gf Gi D Ua、m r21.15dt 程序为： clc ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367;

14、 f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.947; hg=0.9; lf=0.218; Iw1= 1.798; Iw2=3.598; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; n=600:4000; Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/1 000).A4;%求转矩 Ft仁Ttq*ig1*i0*nT/r;%求汽车各档驱力 Ft2=Ttq*ig2*i0* nT/r; Ft3=Ttq*ig3*i0* nT/r; Ft4=Ttq*i

15、g4*i0* nT/r; ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);%求汽车各档对应的车速 ua2=0.377*r* n/(ig2*i0); ua3=0.377*r* n/(ig3*i0); ua4=0.377*r* n/(ig4*i0); F1=G*f+CDA*ua1.A2/21.15;%求汽车对应各档的滚动阻力与空气阻力之和即行 驶阻力 F2=G*f+CDA*ua2.A2/21.15; F3=G*f+CDA*ua3.A2/21.15; F4=G*f+CDA*ua4.A2/21.15; d1=1+(lw1+lw2+lf*ig1A2*i0A2* nT)/(m*A2);% 各档对应的汽车旋转

16、质量换算系数 d2=1+(lw1+lw2+lf*ig2A2*i0A2* nT)/(m*rA2); d3=1+(Iw1+Iw2+If*ig3A2*i0A2* nT)/(m*rA2); d4=1+(Iw1+Iw2+If*ig4A2*i0A2* nT)/(m*A2); b1=d1*m./(Ft1-F1);%各档对应加速度的倒数 b2=d2*m./(Ft2-F2); b3=d3*m./(Ft3-F3); b4=d4*m./(Ft4-F4); plot(ua1,b1) hold on plot(ua2,b2) hold on plot(ua3,b3) hold on plot(ua4,b4) hold

17、on xlabel(ua/(km*hA-l),ylabel(b) title(it加速度倒数) ua,b=gi nput(1) 得出图： 6) 绘制加速时间曲线：(2种) 公式为 u2 1 tdu ui a 1) 超车加速时间曲线 程序为 clc ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367; f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.947; hg=0.9; lf=0.218; Iw1= 1.798; Iw2=3.598; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; n=

18、600:4000; nmin=600;nm ax=4000; k=200 ig(1)=6.09; ig( 2)=4.09; ig(3)=3.71; ig=1.00; ig(5)=1; n=linspace(nmin,nmax,k);%在最大转速和最小转速之间采样，得出200个等差数 列的转速采样点 for i=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(i)A2*i0A2* nT)/(m*rA2);%各档对应的旋转质 量换算系数 end Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)

19、八3-3.8445*( n/10 00).A4;% 转矩 for i=1:5 ua(i,:)=0.377*n.*r/(ig(i)*i0);% 各档对应的车速 end for i=1:5 Ft(i,:)=Tq.*ig(i)*iO* nT/r;% 各档对应的驱动力 end uua=li nspace(0,120,k); Fw=CDA*uua.A2/21.15;% 空气阻力 F=CDA*uua.A2/21.15+G*f;%空气阻力与滚动阻力之和即为行驶阻力 for i=1:5 for j=1:200 a(i,j)=(Ft(i,j)-F(j)/(deta(i)*m);% 汽车各档的加速度 end en

20、d a_re=1./a;%加速度取倒数 j=1; while ua(4,j)60%4 档的车速在 60Km/h 以下 j=j+1;e nd m1=j; j=1; while ua(4,j)61%5 档的车速在 61Km/h 以下 j=j+1; end m2=j; j=1; while ua(5,j)61%五档的车速在61Km/h以下 j=j+1; end m3=j; j=1; while ua(5,j)85%五档的车速在85Km/h以下 j=j+1; end m4=j; for i=1:(m2-m1) Ts(i)=(ua(4,m1+i)-ua(4,m1+i-1)/3.6/a(4,m1+i-1)

21、; end t(1)=Ts(1); for i=1:(m2-m1-1) t(i+1)=t(i)+Ts(i+1);%4 档速度从 60Km/h 到 61Km/h 的加速时间 end for i=1:(m4-m3) Ts(m2-m1+i)=(ua(5,m3+i)-ua(5,m3+i-1)/3.6/a(5,m3+i-1); end for i=1:(m4-m3) t(m2-m1+i)=t(m2-m1+i-1)+Ts(m2-m1+i);% 五档车速从 61Km/h 至U 85Km/h 的加速 时间以及四档从60km/h到61Km/h的加速时间累计 end figure plot(t,horzcat(u

22、a(4,m1:m2-1),ua(5,m3:m4-1) axis(0,50,35,85) title(汽车超车时车速时间曲线图) xlabel(t/s) ylabel(ua/(Km/h) t,ua=g in put(1) 注：同样适用5档，只需改变i(5)的值(此处为得到曲线将5档进行了简化) 2）原地起步连续换挡加速时间曲线 程序： clear clc ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.000; nT=0.88; r=0.367; f=0.013; CDA=2.77; i0=5.94; L=3.2; a=1.947; hg=0.9; lf=0.218; l

23、w仁 1.798; Iw2=3.598; pg=7.0; m=2000; g=9.8; G=m*g; ig=6.09 3.09 1.71 1.00 1; nmin=600;nm ax=4000; u1=0.377*r* nmin ./ig/i0; u2=0.377*r* nm ax./ig/i0; deta=0*ig; for i=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*(ig(i)A2*i0A2* nT)/(m*rA2);%各档的旋转质量换 算系数 end ua=0:0.01:99; N=le ngth(ua); n=0; Tq=0; Ft=0; in v_a

24、=0*ua; delta=0*ua; Ff=G*f;%滚动阻力 Fw=CDA*ua.A2/21.15;% 空气阻力 for i=1:N k=i; if ua(i)=u2(1) n=ua(i)*(ig(1)*i0/r)/0.377;%不同的车速对应的转速 Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*( n/10 00)a.4;% 转矩 Ft=Tq*ig(1)*i0*nT/r;% 驱动力 inv_a(i)=(deta(1)*m)/(Ft-Ff-Fw(i);% 加速度的倒数 delta(i)=0.01

25、*inv_a(i)/3.6;% 车速变化 0.01km/h 所需的加速时间 elseif ua(i)=u2 (2) n=ua(i)*(ig (2)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/10 00)八4; Ft=Tq*ig(2)*i0* nT/r; in v_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01* in v_a(i)/3.6; elseif ua(i)=u2 (3) n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)

26、/0.377; Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/10 00).A4; Ft=Tq*ig(3)*i0* nT/r; in v_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01* in v_a(i)/3.6; elseif ua(i)=u2 n=ua(i)*(ig *i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*( n/

27、10 00).A4; Ft=Tq*ig(4)*i0* nT/r; in v_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01* in v_a(i)/3.6; else n=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*( n/10 00).A4; Ft=Tq*ig(5)*i0* nT/r; in v_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01* in v_a(i

28、)/3.6; en d%此换挡方式为最大转速时换挡 a=delta(1:k); t(i)=sum(a);%时间累计求和 end plot(t,ua); axis(0 40 0 120); title(四档汽车1档原地起步换挡加速时间曲线); xlabel(时间 t( s); ylabel(速度 ua( km/h); tua=g in put(1) File Edit View Insert Tools Desktop Window Help D S阴 | 旦 四档汽车1档原地起步换揺那速时间曲线 120 100 SQ 车速(km/h) 40 参数 60 80 等速水平路行驶发动机负荷率 （） 60 15.86 18.81 29.5 46.72 等速水平路Ff （N） 254.8000 40 20 等速水平路Fw （N） 等速水平路Fw+ Ff （N） 动力因数D 52.3877 307.187 0.0962 209.550 471.489 838.203 464.350 726.289 1093.0 0.1153 0.1016 0.0766 0 最大 a (m/s2) 对应 1/a (s2/m) 15 BT 0.7899 司 1.266 0.9588 300.83