汽车理论作业-Matlab程序-轻型货车动力性能评价

可利用 matlab 先找到该车所能克服的道路阻力 的最大值为：13125.7359567165 N
那么最大动力因数为
从而可求得最大坡度角为
那么最大爬坡度为 克服最大爬坡度时相应的附着率计算 1. 计算静态轴荷的法向反作用力
2. 动态分量 3. 空气升力 由于此时车速很小，空气升力可忽略不计
25400.85N
40.874 * (n/1000).^3 - 3.8445 * (n/1000).^4) *ig*i0 * ita/r;
ua(k,:)= 0.377 * n * r/i0/ig;
delta(k,:) = 1 + (Iw1 + Iw2)/(m*r^2) + If*ig^2*i0^2*ita/(m*r^2);
变速器传动比
姓名：XX
学号：XXXXXXXX
2000kg 1800kg 3800kg（38062.8 N） 0.367 m
f =0.013
（数据见下表）
变速器传动比数据如下：
挡位
1挡
Fra Baidu bibliotek
2挡
3挡
4挡
传动比
5.56
2.769
1.644
1.00
发动机最低转速为
，最高转速为
汽车发动机使用外特性的 曲线拟合公式为：
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由驱动力行驶阻力平衡方程： 可利用 matlab 求解出求解出最高车速为：
最大爬坡度的计算
最大坡度角 满足方程：
显然一挡的爬坡度最大，
，可求解出
但过于复
杂，可对上式进行分析可知，当驱动力与空气阻力之差最大时，剩余的驱动力全 部用来克服道路阻力，此时爬坡度最大。
Ft2
6000
Ft3
4000
Ft4
最高车速点 Fw+Ff
2000
X: 99.06 Y: 1780
Ft5
0
0
20
40
60
80
100
120
ua /（km/h）
图 1 汽车驱动力与行驶阻力平衡图
最高车速和最大爬坡度
最高车速点：图 1 汽车驱动力与行驶阻力平衡图中五挡驱动力曲线与行驶阻 力曲线的交点。
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%绘制驱动力与行驶阻力平衡图
k = 0; Ff = G * f;
%滚动阻力
for ig = [5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]
k = k+1;
%挡位
Ft(k,:)= (-19.313 + 295.27 * (n/1000) - 165.44 * (n/1000).^2 + ...
绘制加速时间曲线 对图 3 二挡行驶时的加速度倒数曲线中的数据进行数值积分（本文中利用 matlab 梯形积分命令 comtapz（）和 trapz（）命令进行数值积分），得到车速—时间曲 线如下图所示：
ua/ ( km/h)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
二挡原地起步换挡加速曲线
5挡 0.793
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驱动力与行驶阻力平衡图
车速 滚动阻力：
[km/h]
空气阻力：
行驶阻力：
[N]
驱动力 ： 利用 matlab 绘出出每一挡的驱动力与行驶阻力平衡图如下：
14000
Ft1
汽车驱动力—行驶阻力平衡图
12000
10000
F/N
8000
10
20
30
40
50
60
70
t/s
图 4 二挡原地起步加速时间曲线
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由程序输出当加速至 70km/h 时的加速时间为：25.9869498936328 s。
另外如果用一挡起步的话相应的加速度加速时间为：25.32s 一挡原地启动相关相关曲线图见附录。
此时加速度 为一个关于车速 的分段函数：
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式中
（i=2，3，4）为相应挡位的换挡车速
于是可得到该轻型货车在 2 挡启动时的加速度倒数曲线应该为：
14
12
10
8
1/a
6
4
2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
ua /（km/h）
图 3 二挡行驶时的加速度倒数曲线
hg： 质心高
G = 38062.8; r = 0.367;
f = 0.013;
ita = 0.85; CDA = 2.77; i0 = 5.83;
If = 0.218; Iw1 = 1.798; Iw2 = 3.598;
a = 1.947;
L = 3.2;
hg = 0.9;
m = 3880;
n = 600 : 1 : 4000;
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轻型货车动力学性能评价
4209XX 班
已知条件
该轻型货车相关参数如下： 装载质量 整车装备质量 总质量（总重 G） 车轮半径（r） 传动系机械效率
滚动阻力系数
空气阻力系数 X 迎风面积
主减速器传动比
飞轮转动惯量
二前轮转动惯量
四后轮转动惯量 轴距 质心至前轴的距离（满载） 质心高
附录
clear
%%%%%%%%%%%%%%% Function : 汽车理论作业1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%Author : %%%
%Email : %%%
%Date : 2012/3/26
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc
%基本参数
% G: 总重 r: 车轮半径 f: 滚动阻力系数 m: 总质量
%ita: 传动系机械效率 CDA: 空气阻力系数 x 迎风面积
%i0: 主减速器传动比 If: 飞轮转动惯量
%Iw1: 二前轮转动惯量 Iw2: 二后轮转动惯量 ig: 变速器传动比
% a: 质心至前轴的距离 L： 轴距
4. 滚动阻力偶产生的部分 后驱动轮的附着率为：
也很小，可忽略不计。
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加速性能评价
假设换挡所用时间忽略不计，坡度阻力
。
绘制该货车各挡的行驶加速度曲线
由汽车行驶方程得：
式中：
结合图 1 汽车驱动力与行驶阻力平衡图中的相关数据可容易求得该轻型货车的 各挡的行驶加速度曲线如下图所示：
2.5
I
2
II
1.5
a/ （m/s2）
1
III
0.5
IV
V
0
-0.5 0
20
40
60
80
100
120
ua/ （km/h）
图 2 汽车的行驶加速度曲线
绘制加速度倒数曲线 由图 2 汽车的行驶加速度曲线，可看出在发动机正常工作范围内各挡的行驶加 速度曲线没有交点。那么最佳换挡时刻的车速为各挡所对应的最高车速即在 1-4 档范围内加速行驶至发动机最高转速时进入下一个较高的挡位。