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：1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212一 .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。100） 80（/U60） 40率（荷 20负0020406080100车 速 ua /(km/h)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

2、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）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，则 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：i 0=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）挡挡挡

3、挡五挡变速器6.093.091.711.00轴距L=3.2m；质心至前轴距离（满载）a=1.947m质心高hg =0.9m3二计算步骤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：234T tq19.313295.27nnnn165.4440.8743.84451000100010001000TtqnPe得程序：n=600:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;% 求转矩Pe=Ttq.*n/9550;%求

4、功率plot(n,Pe)hold onplot(n,Ttq)xlabel('n(r/min)'),ylabel('Pe(Kw)')title('itPe-n 和 Ttq-n')gtext('Pe');gtext('Ttq');注： nmin =600r/min ， nmax =4000r/min得图：42. 绘制驱动力 -行驶阻力平衡图；T i i tq 0 gT公式为：Ftr程序为：clcig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.000;nT=0.88;r=0.367;f=0.013;CD

5、A=2.77;i0=5.94;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=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*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;%求转矩Ft1=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);

6、% 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);Ff=G*f; % 汽车的滚动阻力ua=linspace(0,150,100);Fw=CDA*ua.2/21.15;%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)5hold onplot(ua2,Ft2)hold onplot(ua3,Ft3)hold onplot(ua4,Ft4)hold onplot(ua,F)hold onplot(ua,Ff)xlabel('ua/

7、(km/h)'),ylabel('F/N')title('it 汽车驱动力 -行驶阻力平衡图 ')ua,F=ginput(1)得到结果：（取得）ua =93.8364F =1.0e+003 *1.4269图形：63）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图：F fFw公式为：Ft n程序主体基本不便，改为：clcig1=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;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.59

8、8;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).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1 000).4;%求转矩Ft1=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);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=

9、0.377*r*n/(ig4*i0);Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fw2=CDA*ua2.2/21.15;Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15;Ff=G*f; % 汽车的滚动阻力ua=linspace(0,120,35);Fw=CDA*ua.2/21.15;U1=(Ff+Fw1)./Ft1; % 汽车各档的负荷率7U2=(Ff+Fw2)./Ft2;U3=(Ff+Fw3)./Ft3;U4=(Ff+Fw4)./Ft4;plot(ua1,U1)hold onplot(ua2,U2)hold onplot(ua3,U3)hold onplot(ua

10、4,U4)hold onxlabel('ua/(km*h-1)'),ylabel('U')title('it 负荷率图 ')ua,U=ginput(1)得到图：84）绘制动力特性图：公式：DFt FwG程序：clcig1=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;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;pg=7.0;m=2000;g=9.8;G=m*g;n=600:4000;Ttq=

11、-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;%求转矩Ft1=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);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fw2=CDA

12、*ua2.2/21.15;Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15;ua=linspace(0,120,35);Fw=CDA*ua.2/21.15;D1=(Ft1-Fw1)/G; % 汽车各档的动力因素D2=(Ft2-Fw2)/G;D3=(Ft3-Fw3)/G;9D4=(Ft4-Fw4)/G;f=Fw/G;%滚动阻力系数plot(ua1,D1)hold onplot(ua2,D2)hold onplot(ua3,D3)hold onplot(ua4,D4)hold onplot(ua,f)xlabel('ua/(km*h-1)'),ylab

13、el('D')title('it 动力特性图 ')ua,D=ginput(1)结果：ua =90.0000D =0.0550注：格外做出f 曲线于图中，交出ua105）绘制加速度倒数曲线 :方程为：Ttq ig i0 TC D A2duGfGiuamr21.15dt程序为：clcig1=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;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;pg=7.0;m=2000;g=

14、9.8;G=m*g;n=600:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1 000).4;%求转矩Ft1=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);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0)

15、;F1=G*f+CDA*ua1.2/21.15;% 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*ua2.2/21.15;F3=G*f+CDA*ua3.2/21.15;F4=G*f+CDA*ua4.2/21.15;d1=1+(Iw1+Iw2+If*ig12*i02*nT)/(m*r2);% 各档对应的汽车旋转质量换算系数 d2=1+(Iw1+Iw2+If*ig22*i02*nT)/(m*r2);11d3=1+(Iw1+Iw2+If*ig32*i02*nT)/(m*r2);d4=1+(Iw1+Iw2+If*ig42*i02*nT)/(m*r2);b1=d1*m./(Ft1

16、-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 onplot(ua2,b2)hold onplot(ua3,b3)hold onplot(ua4,b4)hold onxlabel('ua/(km*h-1)'),ylabel('b')title('it 加速度倒数 ')ua,b=ginput(1)得出图：126) 绘制加速时间曲线：（ 2 种）公式为u21tduu1a1）超车加速时间曲线程序为clcig1=6.09;ig2

17、=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;Iw1=1.798;Iw2=3.598;pg=7.0;m=2000;g=9.8;G=m*g;n=600:4000;nmin=600;nmax=4000;k=200ig(1)=6.09;ig(2)=4.09;ig(3)=3.71;ig(4)=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=1:5deta(

18、i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2);%各档对应的旋转质量换算系数endTq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;%转矩for i=1:5ua(i,:)=0.377*n.*r/(ig(i)*i0);% 各档对应的车速13endfor i=1:5Ft(i,:)=Tq.*ig(i)*i0*nT/r;%各档对应的驱动力enduua=linspace(0,120,k);Fw=CDA*uua.2/21.15;% 空气阻力F=C

19、DA*uua.2/21.15+G*f;% 空气阻力与滚动阻力之和即为行驶阻力for i=1:5for j=1:200a(i,j)=(Ft(i,j)-F(j)/(deta(i)*m);% 汽车各档的加速度endenda_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;endm1=j;j=1;while ua(4,j)<61%5 档的车速在 61Km/h 以下j=j+1;endm2=j;j=1;while ua(5,j)<61%五档的车速在 61Km/h 以下j=j+1;endm3=j;j=1;while ua

20、(5,j)<85%五档的车速在 85Km/h 以下j=j+1;endm4=j;for i=1:(m2-m1)Ts(i)=(ua(4,m1+i)-ua(4,m1+i-1)/3.6/a(4,m1+i-1);endt(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 endfor i=1:(m4-m3)Ts(m2-m1+i)=(ua(5,m3+i)-ua(5,m3+i-1)/3.6/a(5,m3+i-1);endfor i=1:(m4-m3)t(m2-m1+i)=t(m2-m1+i-1)+Ts

21、(m2-m1+i);% 五档车速从 61Km/h 到 85Km/h 的加速14时间以及四档从 60km/h 到 61Km/h 的加速时间累计 endfigureplot(t,horzcat(ua(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=ginput(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：clearclcig

22、1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.000;15nT=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;Iw1=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;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)

23、2*i02*nT)/(m*r2);%各档的旋转质量换算系数endua=0:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;% 滚动阻力Fw=CDA*ua.2/21.15;% 空气阻力for i=1:Nk=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*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/10 00).4;%转矩Ft=Tq*ig(1)*i

24、0*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*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;16Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/10 00).4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i);delta(i)=

25、0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i);delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1

26、000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i);delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-

27、Fw(i);delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;end%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endplot(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=ginput(1)17车速 (km/h)参数20406080等速水平路行驶发动机负荷率(%)15.8618.8129.546.72等速水平路 Ff(N)254.8000等速水平路 Fw (N)52.3877209.550471.489838.203843等速水平路 Fw + Ff (N)307.187464.350726.2891093.0784动力因数 D0.09620.11530.10160.0766最大 a (m/s2)0.78990.95880.83060.5963对应 1/a (s2/