汽车运用工程-汽车动力性的应用

汽车运用工程大作业

1汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因素-加速时间和加速距离）已知：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数泌风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度。

例如，已知数据如下表：

Tq=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a2(n/c)3+a3(n/c)4

1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；

2）求汽车的最高车速、最大爬坡度；

3）绘制加速度倒数曲线

4）用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线

5)图解手工或编程绘制II 档起步，加速至70km/h 的车速一时间曲线以及距离一 时间曲线。

解 :轻型货车的有关数据：

汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为

Tq=a+a1( n/c)+a2( n/c)*(n /c)+a3( n/c)*( n/c)*( n/c)+a4( n/c)*(n /c)*( n/c)*( n/c) 式中，Tq 为发动机

转矩(N?m ) ;n 为发动机转速(r/min )。

汽车的牵引力:

空气阻力:

汽车的滚动阻力:

F f

G a

mg 为满载或空载汽车总重(N)， f 为滚动阻尼系数汽车的 行驶阻力之和F r :

F

r F f

F

w

( N )

Matlab 程序： (1)

求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序：

五档车程序如下

n=[600:10:4000];

Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M; m=3695;g=10; nmi n=600; nm ax=4000; G=m*g;

ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83]; nT=0.8924;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83; L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60; Ft 仁 Tq*ig(1)*i0* nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*iO* nT/r;

u ai 0.377

i

gi i

(km/h )

其中：r k 为车轮滚动半径,

m;

错误!未指定书签。

F ti (

U a )

T tq (U a ) i gi i °

(N )汽车的

C

d

A

21.15

2

U a

其中：C d 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积,

m 2

其中：G a =

Ft3=Tq*ig(3)*iO* nT/r;

Ft4=Tq*ig(4)*iO* nT/r;

Ft5=Tq*ig(5)*iO* nT/r;

ua1=0.377*r* n/ig(1)/iO;

ua2=0.377*r* n/ig(2)/iO;

ua3=O.377*r* n/ig(3)/iO;

ua4=O.377*r* n/ig(4)/iO;

ua5=O.377*r* n/ig(5)/iO;

ua=[O:5:12O];

Ff=G*f;

Fw=CDA*ua.A2/21.15;

Fz=Ff+Fw;

plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);

title('驱动力-行驶阻力平衡图');

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

ylabel('Ft(N)');

gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw'); zoom on; [x,y]=gi nput(1);

zoom off;

disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');

汽车最高车速

四档车程序如下：

q=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/IOOO).%;

m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;

G=m*g;

ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;

L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;

Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;

Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;

Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;

Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;

ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;

ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;

ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;

ua=[0:5:120];

Ff=G*f;

Fw=CDA*ua.A2/21.15;

Fz=Ff+Fw;

plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua,Fz);

title('驱动力-行驶阻力平衡图');

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

ylabel('Ft(N)');

gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ff+Fw');

zoom on;

[x,y]=ginput(1);

zoom off;

Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;

G=m*g;

ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;

L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;

Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;

Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;

Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;

Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;

ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;

ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;

ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;

ua=[0:5:120];

Ff=G*f;

Fw=CDA*ua.A2/21.15;

Fz=Ff+Fw;

plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua,Fz);