汽车理论课程设计：基于Matlab的汽车动力性的仿真

2009 届

海南大学机电工程学院

汽车工程系

汽车理论课程设计

题目：汽车动力性的仿真

学院：机电工程学院

专业：09级交通运输

姓名：黄生锐

学号：20090504

指导教师：

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编

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名称

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1 课程设计论文 1 3Matlab编程源程序 1

2 设计任务书 1

2012年6月20日

成绩

汽车理论课程设计任务书

姓名黄生锐学号20090504 专业09交通运输

课程设计题目汽车动力性的仿真

内容摘要：

本设计的任务是对一台Passat 1.8T手动标准型汽车的动力性能进行仿真。采用MATLAB编程仿真其性能，其优点是：一是能过降低实际成本，提高效率；二是获得较好的参数模拟，对汽车动力性能提供理论依据。

主要任务：

根据该车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数，结合自己选择的适合于该车的发动机型号求出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。并结合整车的基本参数，选择适当的主减速比。依据GB、所求参数，结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出变速器参数，进行设计。论证设计的合理性。

设计要求：

1、动力性分析：

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)用图解法或编程绘制汽车动力特性曲线

4)汽车加速时间曲线。

2、燃油经济性分析：

1) 汽车功率平衡图；

完成内容：

1．Matlab编程汽车驱动力与行驶阻力平衡图

2．编程绘制汽车动力特性曲线图

3．编程汽车加速时间曲线图4．课程设计论文1份

汽车动力性仿真

摘要

本文是对Passat 1.8T 手动标准型汽车的动力性能采用matlab 编制程序，对汽车动力性进行计算。从而对汽车各个参数做出准确的仿真研究，为研究汽车动力性提供理论依据，本文主要进行的汽车动力性仿真有：最高车速、加速时间和最大爬坡度。及相关汽车燃油性经济。

关键词：汽车；动力性；试验仿真；matlab

1. Passat 1.8T 手动标准型汽车参数

功率Pe （kw ）

转速n （r/min ）

15 1000 36 1750 50 2200 66 2850 80 3300 90 4000 110 5100 105

5500

各档传动比

主减速器传动比

第1档 3.665 4.778

第2档 1.999 第3档 1.407 第4档 1 第5档 0.472 车轮半径

0.316（m ）

传动机械效率

0.91 假设在良好沥青或水泥路面上行驶，滚动阻力系数 0.014 整车质量

1522kg

C D A

2.4m

2

2. 最高车速

汽车的最高车速是指汽车标准满载状态，在水平良好的路面(混凝土或沥青路面)上所能达到的最高行驶速度。由已知的Tq 曲线和其他参数可得到汽车各挡位下的驱动力Ft ，并可做出驱动力曲线。 （a ）r

i i T Ft 0g q η

⋅⋅⋅=

（b ）0

g a i i n

r 377

.0u ⋅⋅= （c ）f g f ⋅⋅=M F

（d ）

汽车在水平路面上匀速行驶时阻力包括滚动阻力和空气阻力，运用公式（b ）可求出不同挡位下汽车的行驶速度，继而利用公式（c ）、公式（d ）分别求出滚动阻力和空气阻力。Ft+Fw 与车速的关系为行驶阻力曲线，结合公式（a ）的各档驱动力曲线就得到汽车驱动力—行驶阻力平衡，如图1。第Ft5曲线与Ft+Fw 曲线的交点便是最高车速u 。显然最高

车速为90km/h 。

3.加速时间

常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速度（包括选择最恰当的换挡时间）逐步换至最高挡到某一预定的距离或车速所需的时间。如图2.一般常用0—100km/h 所需的时间来表明原地起步的加速能力。

4.最大爬坡度

汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好的路面上的最大爬坡度。轿车的最高车速大，加速时间短，经常在较好的道路上行驶，一般不强调它的爬坡能力；然而，它的Ⅰ挡加速能力大，故爬坡能力也强。货车在各种地区的各种道路上行驶，所以必须具有足够的爬坡能力，一般最大爬坡度在30%即16.7º左右。

(1) )(i Fw Ff Ft F +-=

(2) ）（15

.21cos -r

i i sin 2

0g q ua A C G T G D ⋅+⋅⋅⋅=

αη

α

(3) 2

1)(sin f

G Fw Ft +-=

+ϕα 为坡道的角度

(4) 2

11cos f

+=

ϕ

5.汽车功率平衡

汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平衡，发动机功率和汽车行驶的阻力功率也总是平衡。如图3汽车功率平衡图。

432)1000

(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n Tq -+-+-=

式中，Tq 为发动机转矩（N*m ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机最低转速m in n =1000r/min,最高转速m ax n =5500r/min

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛++++=dt du mu Afu C Giu Gfu P a a D a a e 3600761403600360013

δη