汽车理论课程设计.doc

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《汽车理论》设计报告汽车动力性、经济性的计算机模拟

学号20152805037

姓名张少波

学院交通学院

班级车辆本 1501 班

2017年12月18日

目录

1 汽车驱动力图 (1)

1.1 汽车驱动力图简介 (1)

1.2 汽车驱动力图 (2)

2 汽车驱动力-行驶阻力平衡图 (2)

2.1 汽车驱动力 - 行驶阻力平衡图简介 (2)

2.1.1 滚动阻力 (3)

2.1.2 空气阻力 (3)

2.2 汽车驱动力 - 行驶阻力平衡图 (3)

3 汽车爬坡度图 (3)

3.1 汽车爬坡度图简介 (3)

3.2 汽车爬坡度图 (4)

4 汽车加速度图 (5)

4.1 汽车加速度图简介 (5)

4.2 汽车加速度图 (5)

5 汽车动力特性图 (6)

5.1 汽车动力特性图简介 (6)

5.2 汽车动力特性图 (6)

6 汽车功率平衡图 (6)

6.1 汽车功率平衡图简介 (6)

6.2 汽车功率平衡图 (7)

7 汽车百公里油耗图 (7)

7.1 汽车百公里油耗图简介 (7)

7.2 汽车百公里油耗图 (8)

参考文献 (8)

附录 (8)

汽车动力性、经济性的计算机模拟

张少波

（交通学院，车辆工程， 1501 班， 20152805037 ）

摘要： 通过 MATLAB 计算机软件进行汽车动力性、经济性的计算机模拟，模拟

得出汽车的各种特性曲线。包括：驱动力图，驱动力

- 行驶阻力平衡图，爬坡度图，

加速度图，动力特性图，功率平衡图，百公里油耗图。同时对汽车特性曲线的计算公

式加以统计汇总学习。

关键词： 驱动力图，驱动力 - 行驶阻力平衡图，爬坡度图，加速度图，动力特

性图，功率平衡图，百公里油耗图，汽车特性曲线的计算公式

1 汽车驱动力图

1.1 汽车驱动力图简介

驱动力是由发动机的转矩经传动系统传至驱动轮上得到的。 汽车发动机产生

的转矩，经传动系传至驱动轮上。此时作用于驱动轮上的转矩 T t 产生一对地面

的圆周力 F 0, 地面对驱动轮的反作用力 F （t 方向与 F 0 相反）既是驱动汽车的外力，

此外力称为汽车的驱动力。其数值为

T t

（1.1 ）

F t

r

式中， T 为作用于驱动轮上的转矩； r 为车轮半径。

t

作用于驱动轮上的转矩 T t 是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上的。 若令 T tq 表示发动机转矩， ig 表示变速器的传动比， i 0

表示主减速器的传动比，T

表示传动系的机械效率，则有

T t T tq

i

g i

0 T

（1.2 ）

对于装有分动器、 轮边减速器、 液力传动等装置的汽车， 上式应计入相应的

传动比和机械效率。

因此驱动力为

T tq i g i

0 T

（1.3 ）

T t

r

汽油发动机使用外特性的 Tq-n 曲线的拟合公式为

Tq

19.13 259.27(

n

) 165.44( n

)

2

40.874( n

)

3

3.8445( n

) 4

1000

1000

1000

1000

（1.4 ） 一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线

F t -u a 来

全面表示汽车的驱动力， 称为汽车的驱动力图。 设计中的汽车有了发动机的外特

性曲线、传动系的传动比、传动效率、车轮半径等参数后，即可用式（

1.1 ）求

出各个档位的 F t 值，再根据发动机转速与汽车行驶速度之间转换关系求出

u a ，

即可求得各个档位的F 于 u 曲线。发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为

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u a 0.377 rn

（1.5 ）

i g i0

式中，u a为汽车行驶速度（km/h）;n 为发动机转速（ r/min ）;r 为车轮半径（m）;

i g为变速器传动比； i 0为主减速器传动比。

另：实际行驶中，发动机常在节气门部分开启下工作，相应的驱动力要比它小。

1.2 汽车驱动力图

其车辆基本参数见附录1，其 Matlab 程序见附录 2。

附图：

2汽车驱动力 - 行驶阻力平衡图

2.1 汽车驱动力-行驶阻力平衡图简介

汽车在水平道路上等速行驶时，必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的

空气阻力。滚动阻力以符号F f表示，空气阻力以符号F w表示。当汽车在坡道上

上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力，称为坡道阻力，以符号F i表示。汽车加速行驶时还需要克服加速阻力，以符号 F j表示。因此，汽车行驶的总阻力

为

F F f F w F i F j（2.1）

在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力一并画出，

做出汽车驱动力 - 行驶阻力平衡图。