汽车动力性计算

序号：2-34 汽车理论课程设计说明书

题目：汽车动力性计算

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目录

1.题目要求 (1)

2.计算步骤 (1)

3.结论 (6)

4.心得体会 (6)

5.参考资料 (7)

1.题目要求

确定一轻型货车的动力性能（5挡）：

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）； 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）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； 8）对动力性进行总体评价。

轻型货车的有关数据：

汽油发动机使用外特性的T tq -n 曲线的拟合公式为

T tq = -19.313+295.27(1000n ) - 165.44(1000n )2 + 40.87(1000

n

)3 -

3.8445(1000

n )4

式中，T tq 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速m in n =600r/min ，最高转速m ax n =4000r/min 总质量 m =3880kg 车轮半径 r =0.367m 滚动阻力系数 f =0.011 机械效率 ηT =0.85 空气阻力系数 迎风面积 A C D =2.77 2m 主减速器传动比 0i =5.62 飞轮转动惯量 f I =0.24kg.m 2 变速器传动比 g i （数据见下表）

质心至前轴距离（满载） a=1.947m 质心高（满载） g h =0.9m

2. 计算步骤

1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制P e -n 和T tq -n 曲线：

由所给发动机使用外特性曲线拟合公式，将两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：

20004000

100120140

160

180

n / (r/min)

T t q

/ (N m )

500

10001500250030003500P e

/ (k W )

图1 发动机外特性中的功率与转矩曲线

2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图：

根据公式 0tq g T

t T i i F r

=η在MATLAB 里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所

示。

02000

40006000

8000

10000

12000

14000

U a /(km/h)

F /N

图2 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：

发动机的负荷率由公式N=

t

w

f F F F +求得，则在MATLAB 里获取汽车等速行驶

时发动机负荷率图如图3所示。

00.10.20.30.40.50.6

0.70.80.91U a /(km/h)

负荷率

图3汽车等速行驶时发动机负荷率图

4）绘制动力特性图：

汽车的动力因数由公式D= G

F F w

-t ,则在MATLAB 里获取的动力特性图如图4所示。

0.050.10.150.2

0.250.30.350.4U a /(km/h)

D

图4 汽车动力特性图

5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线:

由汽车行驶方程,在MATLAB 里获取加速度曲线如图5所示。

10

20

30

40

506070

80

90

100

00.5

1

1.5

2

2.5

3

U a /(km/h)

a /(m .s -2)

图5 加速度曲线图

由汽车行驶方程,在MATLAB 里获取加速度倒数曲线如图6所示。

10

20

30

405060

70

80

90

1234

56

789

10U a /(km/h)

1/a /(s 2m )

图6 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直接挡加速时间, 所得到的三条曲线如图7所示。

51015

2025303540

0102030405060708090t /s

U a

/k m /h

图7 汽车加速时间曲线

7) 列表表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值：

3．结论

u：

1)汽车的最高车速

a

m ax

最高车速是指在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶车速，根据一般载货车辆最高速度一般要求为100km/h，而该车最高车速在100km/h左右，因此判断