汽车理论习题1-matlab
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汽车理论1-4MATLAB编程汽车理论1-4MATLAB 编程010203040506070809010050001000015000汽车驱动力与阻力平衡图u a /km.h -1F /NF t1F t2F t3F t4F f +F w23242526272829121314151617185.175.435.836.176.33燃油积极性-加速时间曲线燃油经济性(qs/L)动力性--原地起步加速时间 (s t /s )源程序：《第一章》m=3880; g=9.8; r=0.367; x=0.85; f=0.013; io=5.83; CdA=2.77; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=Iw1+Iw2;ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; %变速器传动比 L=3.2; a=1.947;n=600:1:4000;T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft1=T*ig(1)*io*x/r;%计算各档对应转速下的驱动力Ft2=T*ig(2)*io*x/r;Ft3=T*ig(3)*io*x/r;Ft4=T*ig(4)*io*x/r;u1=0.377*r*n/(io*ig(1));u2=0.377*r*n/(io*ig(2));u3=0.377*r*n/(io*ig(3));u4=0.377*r*n/(io*ig(4));u=0:130/3400:130;F1=m*g*f+CdA*u1.^2/21.15;%计算各档对应转速下的驱动阻力F2=m*g*f+CdA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CdA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CdA*u4.^2/21.15;figure(1);plot(u1,Ft1,'-r',u2,Ft2,'-m',u3,Ft3,'-k',u4,Ft4,'-b',u1,F1,'-r',u2,F2,'-m',u3,F3,' -k',u4,F4,'-b','LineWidth',2)title('汽车驱动力与阻力平衡图');xlabel('u_{a}/km.h^{-1}')ylabel('F/N')gtext('F_{t1}')gtext('F_{t2}')gtext('F_{t3}')gtext('F_{t4}')gtext('F_{f}+F_{w}')%由汽车驱动力与阻力平衡图知，他们无交点，u4在最大转速时达到最大umax=u4(3401)Ft1max=max(Ft1);imax=(Ft1max-m*g*f)/(m*g)disp('假设是后轮驱动');C=imax/(a/L+hg*imax/L) % 附着率delta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(1)*r^2*io^2*x/(m*r^2);delta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(2)*r^2*io^2*x/(m*r^2);delta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(3)*r^2*io^2*x/(m*r^2);delta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(4)*r^2*io^2*x/(m*r^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m); %加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);h1=1./a1; %加速度倒数h2=1./a2;h3=1./a3;figure(2);plot(u1,h1,u2,h2,u3,h3,u4,h4,'LineWidth',2); title('加速度倒数-速度曲线图');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')%由加速度倒数-速度曲线图可知u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=70;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];y=3401;for i=1:3401;if u3(i)<=u3min;x1=[i];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=h3(q1:y);for i=1:3401;if u4(i)<=u4min;x2=[i];elseif u4(i)<=u4max;x3=[i];endendq2=max(x2);q3=max(x3);ua4=u4(q2:q3);a4=h4(q2:q3);s1=trapz(h2,u2 ); %二挡运行时间s2=trapz(ua3,a3);s3=trapz(ua4,a4);s=[s1 s2 s3];disp('积分得')t=sum(s)*1000/3600 %总时间《第二章》Pe1=Ft1.*u1./3600;%计算各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;P1=F1.*u1./(3600*x);%计算各档对应的各个车速下的行驶功率P2=F2.*u2./ (3600*x);P3=F3.*u3./ (3600*x);P4=F4.*u4./ (3600*x);figure(3);plot(u1,Pe1,'-r',u2,Pe2,'-m',u3,Pe3,'-k',u4,Pe4,'-b',u1,P1,'k',u2,P2,'k',u3,P3,'k' ,u4,P4,'k','linewidth',2);gtext('Pe1')gtext('Pe2')gtext('Pe3')gtext('Pe4')xlabel('u/(km/h)');ylabel('P/kW');title('汽车功率平衡图');n=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];Ua=[];Ua=0.377*r*n./(io*ig(4))ft=[];ft=m*g*f+(2.77/21.15)*Ua.^2;%计算各转速对应的各个车速下的行驶阻力Pe(1)=ft(1).*Ua(1)./(3600*x);%计算各转速对应的各个车速下的行驶阻力功率Pe(2)=ft(2).*Ua(2)./(3600*x);Pe(3)=ft(3).*Ua(3)./(3600*x);Pe(4)=ft(4).*Ua(4)./(3600*x);Pe(5)=ft(5).*Ua(5)./(3600*x);Pe(6)=ft(6).*Ua(6)./(3600*x);Pe(7)=ft(7).*Ua(7)./(3600*x);Pe(8)=ft(8).*Ua(8)./(3600*x)B0=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7];B1=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291];B2=[72.739 36.657 14.525 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.7113];B3=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215];B4=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230-0.000038568];b1=(B0(1))+(B1(1)*Pe(1))+(B2(1)*Pe(1)^2)+(B3(1)*Pe(1)^3)+(B4(1)*Pe(1)^4);b2=(B0(2))+(B1(2)*Pe(2))+(B2(2)*Pe(2)^2)+(B3(2)*Pe(2)^3)+(B4(2)*Pe(2)^4);b3=(B0(3))+(B1(3)*Pe(3))+(B2(3)*Pe(3)^2)+(B3(3)*Pe(3)^3)+(B4(3)*Pe(3)^4);b4=(B0(4))+(B1(4)*Pe(4))+(B2(4)*Pe(4)^2)+(B3(4)*Pe(4)^3)+(B4(4)*Pe(4)^4);b5=(B0(5))+(B1(5)*Pe(5))+(B2(5)*Pe(5)^2)+(B3(5)*Pe(5)^3)+(B4(5)*Pe(5)^4);b6=(B0(6))+(B1(6)*Pe(6))+(B2(6)*Pe(6)^2)+(B3(6)*Pe(6)^3)+(B4(6)*Pe(6)^4);b7=(B0(7))+(B1(7)*Pe(7))+(B2(7)*Pe(7)^2)+(B3(7)*Pe(7)^3)+(B4(7)*Pe(7)^4);b8=(B0(8))+(B1(8)*Pe(8))+(B2(8)*Pe(8)^2)+(B3(8)*Pe(8)^3)+(B4(8)*Pe(8)^4);p=0.7;Qs=[];Qs(1)=(Pe(1)*b1)/(1.02*Ua(1).*p*g);Qs(2)=(Pe(2)*b2)/(1.02*Ua(2).*p*g);Qs(3)=(Pe(3)*b3)/(1.02*Ua(3).*p*g);Qs(4)=(Pe(4)*b4)/(1.02*Ua(4).*p*g);Qs(5)=(Pe(5)*b5)/(1.02*Ua(5).*p*g);Qs(6)=(Pe(6)*b6)/(1.02*Ua(6).*p*g);Qs(7)=(Pe(7)*b7)/(1.02*Ua(7).*p*g);Qs(8)=(Pe(8)*b8)/(1.02*Ua(8).*p*g);M=polyfit(Ua,Qs,2);UA=0.377*r*600/(ig(4)*io):1:0.377*r*4000/(ig(4)*io);%UA表示车速QS=polyval(M,UA);%QS表示油耗figure(4);plot(UA,QS,'linewidth',2);title('最高档等速百公里油耗曲线');xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('Qs/L');《第三章》io=[5.17 5.43 5.83 6.17 6.33];Va=0.377*r*n(7)./(io.*ig(4));Ps=46.9366;disp('假设以最高档，较高转速（n取3401 ），最经济负荷（即90%负荷大约 46.9366Kw）行驶时油耗')qs=[];qs(1)=(Ps*b7)/(1.02*Va(1).*p*g);qs(2)=(Ps*b7)/(1.02*Va(2).*p*g);qs(3)=(Ps*b7)/(1.02*Va(3).*p*g);qs(4)=(Ps*b7)/(1.02*Va(4).*p*g);qs(5)=(Ps*b7)/(1.02*Va(5).*p*g);st=[ 17.5813 16.2121 14.5126 13.3775 12.9185];%加速时间：（这里以最高档〈四档〉、速度由0加速到94.93Km/h 的时间）因与题1.3第三问求法相同，这里不在累述，可直接有计算机求得：figure(5);plot(qs,st,'+','linewidth',2) hold onplot(qs,st,'linewidth',2); gtext('5.17') gtext('5.43') gtext('5.83') gtext('6.17') gtext('6.33')title('燃油积极性-加速时间曲线'); xlabel('燃油经济性(qs/L)');ylabel('动力性--原地起步加速时间 (st/s)');《第四章》 4-3载荷 质量m/kg 质心高h g /m 轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数β 空载 4080 0.845 3.950 2.100 0.38 满载9290 1.1703.950 2.9500.381）前轴利用附着系数为：gf zh b zL +=βϕ后轴利用附着系数为： ()gr zh a zL --=βϕ1空载时：gh b L -=βϕ0=413.0845.085.138.095.3-=-⨯所以0ϕϕ>空载时后轮总是先抱死。
汽车理论matlab(独创版)
1.31）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图m=3800;g=9.8;r=0.367;f=0.013;CdA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];L=3.2;a=1.947;hg=0.9;n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; %%%%%%%计算扭矩%%%%%%%%%%Ft1=Tq*Ig(1)*i0*0.85/r;Ft2=Tq*Ig(2)*i0*0.85/r;Ft3=Tq*Ig(3)*i0*0.85/r;Ft4=Tq*Ig(4)*i0*0.85/r;Ft5=Tq*Ig(5)*i0*0.85/r;%%%%%%%%%%%%%发动机各转速对应的车速%%%%%%%%%%%%%%%%%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;ua5=0.377*r*n/Ig(5)/i0;%%%%%%%%%%%%%行驶阻力计算%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%ua0=0:150;Fz=m*g*f+CdA*ua0.^2/21.15;%%%%%%%%%%%%%%%驱动力-行驶阻力平衡图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua0,Fz,'b');title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');legend('Ft1','Ft2','Ft3','Ft4','Ft5','Ff+Fw')2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率%%%%%%%%%%%%求最高车速%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%[x,y]=ginput(1);disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');%%%%%%%%%%%%求汽车的最大爬坡度%%%%%%%%%%%%%%%%Ff=m*g*f;Fw=CdA*ua1.^2/21.15;imax=tan(asin(max(Ft1-Ff-Fw)/m/g));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);%%%%%%%%%%%%%求汽车的附着率%%%%%%%%%%%%%%%%q=imax;C2=q/(a/L+hg*q/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C2);C1=q/((L-a)/L-hg*q/L);disp('假设前轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C1);3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间%%%%%%%%%%%%%%%%%加速时间曲线%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%data1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*Ig(1)^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);data2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*Ig(2)^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);data3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*Ig(3)^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);data4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*Ig(4)^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);data5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*Ig(5)^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);Fw1=CdA*ua1.^2/21.15;Fw2=CdA*ua2.^2/21.15;Fw3=CdA*ua3.^2/21.15;Fw4=CdA*ua4.^2/21.15;Fw5=CdA*ua5.^2/21.15;a1=1./((Ft1-Ff-Fw1)/(data1*m));a2=1./((Ft2-Ff-Fw2)/(data2*m));a3=1./((Ft3-Ff-Fw3)/(data3*m));a4=1./((Ft4-Ff-Fw4)/(data4*m));a5=1./((Ft5-Ff-Fw5)/(data5*m));plot(ua1,a1,ua2,a2,ua3,a3,ua4,a4,ua5,a5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');%%%%%%%%%%%%%%%车速时间曲线%%%%%%%%%u1=0.377*r*600./Ig/i0;u2=0.377*r*4000./Ig/i0;data=0*Ig;for i=1:5data(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(Ig(i))^2*i0^2*0.85)/(m*r^2);endua=6:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=m*g*f;Fw=CdA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(Ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*Ig(2)*i0*0.85/r;inv_a(i)=(data(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(Ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*Ig(3)*i0*0.85/r;inv_a(i)=(data(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(Ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*Ig(4)*i0*0.85/r;inv_a(i)=(data(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(Ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*Ig(5)*i0*0.85/r;inv_a(i)=(data(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda0=delta(1:k);t(i)=sum(a0);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');[x1,y1]=ginput(1);disp('汽车加速时间=');disp(x1);disp('ｓ');2.71）汽车功率平衡图%%%%%%%%%%%%%%%%%功率平衡图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Pe1=Tq.*Ig(1)*i0.*ua1./(3600*r);Pe2=Tq.*Ig(2)*i0.*ua2./(3600*r);Pe3=Tq.*Ig(3)*i0.*ua3./(3600*r);Pe4=Tq.*Ig(4)*i0.*ua4./(3600*r);Pe5=Tq.*Ig(5)*i0.*ua5./(3600*r);Pe=max(Pe1);Pf=m*g*f*ua0/3600;Pw=CdA*ua0.^3/76140;P=(Pw+Pf)./0.85;plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua0,P,ua0,Pe);axis([0 120 0 80]);title('汽车功率平衡图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Pe(kw)');gtext('1'),gtext('2'),gtext('3'),gtext('4'),gtext('5'),gtext('(Pf+Pw)/et'),gtext('Pe');2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
汽车理论课后题matlab程序
n=600:1:4000; r=; i0=; eff=; f=;m=3880; g=; G=m*g; CdA=; a=; hg=; L=;Iw1=; Iw2=; Iw=Iw1+Iw2; If=;Ttq=+*n/*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;%驱动力行驶阻力平衡图for ig=[,,,,]Ua=*r*n/ig/i0;Ft=Ttq*ig*i0*eff/r;plot(Ua,Ft);hold on;endFf=G*f;ua=0::max(Ua);Fw=CdA*ua.^2/;plot(ua,(Ff+Fw)); title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('Ft/N');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw') [x,y]=ginput(1); disp('汽车的最高车速');disp(x);disp('km/h');%最大爬坡度及最大爬坡度时的附着率Ua=*r*n/i0;Ft=Ttq**i0*eff/r;Fw=CdA*Ua.^2/;i=tan(asin((Ft-(Ff+Fw))/G));disp('汽车的最大爬坡度');disp(max(i));C=max(i)/(a/L+hg/L*max(i));disp('克服最大爬坡度时的附着率');disp(C);%加速度倒数曲线figure;for ig=[,,,,]Ua=*r*n/ig/i0;q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2);Ft=Ttq*ig*i0*eff/r;Fw=CdA*Ua.^2/;as=(Ft-(Ff+Fw))/q/m;plot(Ua,1./as);hold on;endaxis([0 98 0 10]);title('行驶加速度倒数曲线');xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1'),gtext('1/a2'),gtext('1/a3'),gtext('1/a4'),gtext('1/a5'); %加速时间曲线u(1)=*r*600/i0/;dt=;w=1;t(1)=0;ig=;while(u(w)<n(w)=u(w)*ig*i0/r;Ttq(w)=+*n(w)/*(n(w)/1000)^2+*(n(w)/1000)^*(n(w)/1000)^4;Ft(w)=Ttq(w)*ig*i0*eff/r;Ff=G*f;Fw(w)=CdA*u(w)^2/;q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2);a(w)=*(Ft(w)-(Ff+Fw(w)))/q/m;u(w+1)=u(w)+a(w)*dt;if(u(w+1)>=*4000*r/i0)ig=;endif(u(w+1)>=*4000*r/i0) ig=; endif(u(w+1)>=*4000*r/i0) ig=; endt(w+1)=(w+1)*dt; w=w+1; endfigure;plot(t,u);axis([0 60 0 100]);title('2挡原地起步加速时间曲线');xlabel('时间t/s'),ylabel('车速u/(km/h)');[x1,y1]=ginput(1);disp('加速到70km/h 的时间');disp(x1);0204060801001202000400060008000100001200014000驱动力-行驶阻力平衡图Ua/(km/h)F t /N102030405060708090012345678910行驶加速度倒数曲线Ua/(km/h)1/a10203040506001020304050607080901002挡原地起步加速时间曲线时间t/s车速u /(k m /h)Iw1=; Iw2=; Iw=Iw1+Iw2; If=; m=1600; g=;G=m*g; Ttqmax=140; i1=; i0=; eff=; r=; hg=; b=; L=; q=1+Iw/(m*r^2)+If*i1^2*i0^2*eff/(m*r^2); Ft=Ttqmax*i1*i0*eff/r;a=Ft/q/m;q=a/g;C1=q/(b/L-hg/L*q);if(C1>disp('发动机转矩不能充分发挥');elsedisp('发动机转矩能够充分发挥');endb=(q/+hg/L*q)*L;disp('调整后的b值');disp(b);disp('调整后的前轴负荷率'),disp(b/L);Iw=; If=; m=2152; g=; r=; eff=; i4=1; i0=;amax=; Ua=50/; CdA=;q=1+Iw/(m*r^2);f=q*g;disp('汽车在该路面上的滚动阻力系数');disp(f);q=1+Iw/(m*r^2)+If*i4^2*i0^2*eff/(m*r^2);D4max=f+q*amax/g;disp('最大动力因数');disp(D4max);Fw=CdA*Ua^2/;D1max=(D4max*G+Fw)*i1/i4/G;imax=tan(asin((D1max-f*sqrt(1-D1max^2+f^2))/(1+f^2))); disp('最大爬坡度'),disp(imax);n=600:1:4000; r=; i0=; eff=; f=;CdA=;m=3880; g=; G=m*g;Ttq=+*n/*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;for ig=[,,,,]Ua=*r*n/ig/i0;Pe=Ttq.*n/9550;plot(Ua,Pe);hold on;endUa=0::max(Ua);Pf=G*f*Ua/3600;Pw=CdA*Ua.^3/76140;plot(Ua,(Pf+Pw)/eff);title('汽车的功率平衡图'),xlabel('Ua/(km/h)'),ylabel('P/kw');%等速百公里燃油消耗n1=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804];b0=[,,,,,,,];b1=[,,,,,,,] ;b2=[,,,,,,,];b3=[,,,,,,,];b4=[,,,,,,,];B0=spline(n1,b0,n); B1=spline(n1,b1,n); B2=spline(n1,b2,n); B3=spline(n1,b3,n); B4=spline(n1,b4,n);deng=7;figure;for ig=[,]Ua=*r*n/ig/i0;Pf=G*f*Ua/3600;Pw=CdA*Ua.^3/76140;P=(Pf+Pw)/eff;b=B0+B1.*P+B2.*P.^2+B3.*P.^3+B4.*P.^4; Q=P.*b./*Ua*deng); plot(Ua,Q); hold on; endaxis([0 100 12 28]);title('最高挡与次高挡等速百公里油耗曲线'),xlabel('Ua/(km/h)'),ylabel('百公里油耗Qs/(L/100km)');204060801001200102030405060708090100汽车的功率平衡图Ua/(km/h)P /k w020406080100121416182022242628最高挡与次高挡等速百公里油耗曲线Ua/(km/h)百公里油耗Q s /(L /100k m )beta=; L=; a1=; b1=L-a1; hg1=; a2=; b2=L-a2; hg2=;g=; z=0::1;faif1=beta*z./(1/L*(b1+z*hg1)); fair1=(1-beta)*z./(1/L*(a1-z*hg1)); faif2=beta*z./(1/L*(b2+z*hg2)); fair2=(1-beta)*z./(1/L*(a2-z*hg2));plot(z,faif1,'r',z,fair1,'g',z,faif2,'b',z,fair2,'k'); fai=0::1;Ef1=(b1/L)./(beta-fai*hg1/L); Er1=(a1/L)./((1-beta)+fai*hg1/L); Ef2=(b2/L)./(beta-fai*hg2/L); Er2=(a2/L)./((1-beta)+fai*hg2/L); figure;plot(fai,Ef1,'r',fai,Er1,'g',fai,Ef2,'b',fai,Er2,'k');axis([0 1 0 1]);fai=;Er1=(a1/L)/((1-beta)+fai*hg1/L);Er2=(a2/L)/((1-beta)+fai*hg2/L);abmax1=fai*Er1*g;abmax2=fai*Er2*g;t21=; t22=; u0=30;s1=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax1;s2=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax2;disp('空载时的制动距离'),disp(s1);disp('满载时的制动距离'),disp(s2);%前部管路损坏时制动距离z1=a1*fai/(L+fai*hg1); z2=a2*fai/(L+fai*hg2); abmax1=z1*g; abmax2=z2*g;s1=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax1;s2=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax2;disp('前部管路损坏时空载制动距离');disp(s1); disp('前部管路损坏时满载制动距离');disp(s2); %后部管路损坏时的制动距离z1=b1*fai/(L-fai*hg1);z2=b2*fai/(L-fai*hg2); abmax1=z1*g; abmax2=z2*g;s1=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax1;s2=1/*(t21+t22/2)*u0+u0^2/abmax2;disp('后部管路损坏时空载制动距离');disp(s1); disp('后部管路损坏时满载制动距离');disp(s2);hg=; b=; L=; beta=; fai=; g=;fai0=(L*beta-b)/hg;if(fai<fai0)disp('前轮先抱死,制动效率为'); E=(b/L)/(beta-fai*hg/L);elsedisp('后轮先抱死,制动效率为'); E=(a/L)/((1-beta)+fai*hg/L);enddisp('最大制动减速度'),disp(E*fai*g);disp('a)、b)、c)的双回路制动系统制动系增益都为G');disp('1回路失效时，a)、b)、c)的制动系增益分别为,,');disp('1回路失效时，a)、b)、c)的制动系增益分别为,,');disp('a)中1回路失效时最大制动强度');zmax1=a*fai/(L+fai*hg)disp('a)中1回路失效时制动效率');disp(zmax1/fai)disp('a)中1回路失效时最大制动减速度');abmax1=zmax1*gdisp('a)中2回路失效时最大制动强度');zmax2=a*fai/(L+fai*hg)disp('a)中1回路失效时制动效率');disp(zmax1/fai)disp('a)中2回路失效时最大制动减速度');abmax2=zmax2*gdisp('b)或c)中1或2回路失效时最大制动强度');z=fai*b/(2*L*beta-fai*hg)disp('b)或c)中1或2回路失效时最大制动减速度');abmax=z*gdisp('b)或c)中1或2回路失效时制动效率');disp(z/fai)disp('双回路系统a制动系增益最大，一个回路失效时的最大制动减速度也比b、c大，所以其性能较优')disp('b和c制动系增益相同,两者在一个回路失效时的制动效率相同。
汽车理论课后作业答案MATLAB
汽车理论作业MA TLAB过程汽车驱动力与阻力平衡图加速度倒数-速度曲线图0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100u汽车功率平衡图u/(km/h)最高档等速百公里油耗曲线Ua/(km/h)燃油积极性-加速时间曲线源程序：《第一章》m=3880;g=9.8;r=0.367;x=0.85;f=0.013;io=5.83;CdA=2.77;lf=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Iw=lw1+lw2;ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; %变速器传动比L=3.2;a=1.947;hg=0.9;n=600:1:4000;T=-19.313+295.27* n/1000-165.44*(门/1000)人2+40.874*(门/1000)人3-3.8445*( n/IOOO).%;Ft1=T*ig(1)*io*x/r; %计算各档对应转速下的驱动力Ft2=T*ig(2)*io*x/r;Ft3=T*ig(3)*io*x/r;Ft4=T*ig(4)*io*x/r;u1=0.377*r*n/(io*ig(1));u2=0.377*r*n/(io*ig(2));u3=0.377*r*n/(io*ig(3));u4=0.377*r*n/(io*ig(4));u=0:130/3400:130;F仁m*g*f+CdA*u”2/21.15;%计算各档对应转速下的驱动阻力F2=m*g*f+CdA*u2.A2/21.15;F3=m*g*f+CdA*u3.A2/21.15;F4=m*g*f+CdA*u4.A2/21.15;figure(1);plot(u1,Ft1, '-r' ,u2,Ft2, '-m' ,u3,Ft3, '-k' ,u4,Ft4, '-b' ,u1,F1, '-r' ,u2,F2, '-m' ,u3,F3, ' k' ,u4,F4, '-b' , 'LineWidth' ,2) title( ' 汽车驱动力与阻力平衡图' );xlabel( 'u_{a}/km.hA{-1}' )ylabel( 'F/N' )gtext( 'F_{t1}' )gtext( 'F_{t2}' )gtext( 'F_{t3}' )gtext( 'F_{t4}' )gtext( 'F_{f}+F_{w}' )%由汽车驱动力与阻力平衡图知，他们无交点，u4在最大转速时达到最大umax=u4(3401)Ft1max=max(Ft1);imax=(Ft1max-m*g*f)/(m*g)disp( ' 假设是后轮驱动' );C=imax/(a/L+hg*imax/L) % 附着率delta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(1)*rA2*ioA2*x/(m*rA2);delta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(2)*rA2*ioA2*x/(m*rA2);delta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(3)*rA2*ioA2*x/(m*rA2);delta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(4)*rA2*ioA2*x/(m*rA2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m); %加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);h1=1./a1; %加速度倒数h2=1./a2;h3=1./a3;h4=1./a4;figure(2);plot(u1,h1,u2,h2,u3,h3,u4,h4, 'LineWidth',2);title( ' 加速度倒数- 速度曲线图xlabel( 'u' )ylabel( '1/a' )gtext( '1/a1' )gtext( '1/a2' )gtext( '1/a3' )gtext( '1/a4' )%由加速度倒数- 速度曲线图可知u1min=min(u1);u1max=max(u1); u2min=u1max; u2min=min(u2);u2max=max(u2); u3min=u2max;u3max=max(u3); u4min=u3max; u4max=70;x1=[]; x2=[]; x3=[]; x4=[];y=3401; for i=1:3401;if u3(i)<=u3min;x1=[i];end end q1=max(x1); ua3=u3(q1:y); a3=h3(q1:y); for i=1:3401;if u4(i)<=u4min;x2=[i];elseif u4(i)<=u4max;x3=[i];end end q2=max(x2); q3=max(x3); ua4=u4(q2:q3); a4=h4(q2:q3); s1=trapz(h2,u2 ); %二挡运行时间s2=trapz(ua3,a3);s3=trapz(ua4,a4);s=[s1 s2 s3];disp( ' 积分得' ) t=sum(s)*1000/3600 %总时间《第二章》Pe1=Ft1.*u1./3600; %计算各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;P1=F1.*u1./(3600*x); %计算各档对应的各个车速下的行驶功率P2=F2.*u2./ (3600*x);P3=F3.*u3./ (3600*x);P4=F4.*u4./ (3600*x);figure(3);plot(u1,Pe1, '-r' ,u2,Pe2, '-m' ,u3,Pe3, '-k' ,u4,Pe4, '-b' ,u1,P1, 'k' ,u2,P2, 'k' ,u3,P3, 'k' u4,P4, 'k' ,'linewidth' ,2);gtext( 'Pe1' )gtext( 'Pe2' )gtext( 'Pe3' )gtext( 'Pe4' )xlabel( 'u/(km/h)' );ylabel( 'P/kW' );title( ' 汽车功率平衡图' );n=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];Ua=[];Ua=0.377*r*n./(io*ig(4))ft=[];ft=m*g*f+(2.77/21.15)*Ua.A2; 算各转速对应的各个车速下的行驶阻力Pe(1)=ft(1).*Ua(1)./(3600*x); %计算各转速对应的各个车速下的行驶阻力功率Pe(2)=ft(2).*Ua(2)./(3600*x);Pe(3)=ft(3).*Ua(3)./(3600*x);Pe(4)=ft(4).*Ua(4)./(3600*x);Pe(5)=ft(5).*Ua(5)./(3600*x);Pe(6)=ft(6).*Ua(6)./(3600*x);Pe(7)=ft(7).*Ua(7)./(3600*x);Pe(8)=ft(8).*Ua(8)./(3600*x)B0=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7];B1=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291];B2=[72.739 36.657 14.525 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.7113];B3=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]; B4=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568];b1=(B0⑴)+(B1(1)*Pe(1))+(B2(1)*Pe(1f2)+(B3(1)*Pe⑴T)+(B4(1)*Pe⑴人4); b2=(B0(2))+(B1(2)*Pe (2))+(B2(2)*Pe(2)A2)+(B3(2)*Pe(2)A3)+(B4(2)*Pe(2)A4);b3=(B 0(3) )+(B1(3)*Pe(3))+(B2 (3)*Pe(3)A2)+(B3(3)*Pe(3)A3)+(B4(3)*Pe(3)A4);b4=(B0(4))+(B1(4)*Pe(4))+(B2(4)*Pe(4)A2)+(B3(4)*Pe(4)A3)+(B4(4)*Pe(4)A4);b5=(B0(5))+(B1(5)*Pe(5))+(B2(5)*Pe(5)A2)+(B3(5)*Pe(5)A3)+(B4(5)*Pe(5)A4);b6=(B0(6))+(B1(6)*Pe(6))+(B2(6)*Pe(6)A2)+(B3(6)*Pe(6)A3)+(B4(6)*Pe(6)A4);b7=(B0(7))+(B1(7)*Pe(7))+(B2(7)*Pe(7)A2)+(B3(7)*Pe(7)A3)+(B4(7)*Pe(7)A4);b8=(B0(8))+(B1(8)*Pe(8))+(B2(8)*Pe(8)A2)+(B3(8)*Pe(8)A3)+(B4(8)*Pe(8)A4);p=0.7;Qs=[];Qs(1)=(Pe(1)*b1)/(1.02*Ua(1).*p*g);Qs(2)=(Pe(2)*b2)/(1.02*Ua(2).*p*g);Qs(3)=(Pe(3)*b3)/(1.02*Ua(3).*p*g);Qs(4)=(Pe(4)*b4)/(1.02*Ua(4).*p*g);Qs(5)=(Pe(5)*b5)/(1.02*Ua(5).*p*g);Qs(6)=(Pe(6)*b6)/(1.02*Ua(6).*p*g);Qs(7)=(Pe(7)*b7)/(1.02*Ua(7).*p*g);Qs(8)=(Pe(8)*b8)/(1.02*Ua(8).*p*g);M=polyfit(Ua,Qs,2);UA=0.377*r*600/(ig(4)*io):1:0.377*r*4000/(ig 4)*io); %卩表示车速QS=polyval(M,UA); %0表示油耗figure(4);plot(UA,QS, 'linewidth' ,2);title( '最高档等速百公里油耗曲线' );xlabel( 'Ua/(km/h)' );ylabel( 'Qs/L' );《第三章》io=[5.17 5.43 5.83 6.17 6.33];Va=0.377*r*n(7)./(io.*ig(4));Ps=46.9366;disp('假设以最高档，较高转速(n取3401 )，最经济负荷(即90%负荷大约46.9366KW )行驶时油耗' ) qs=[];qs(1)=(Ps*b7)/(1.02*Va(1).*p*g); qs(2)=(Ps*b7)/(1.02*Va(2).*p*g);qs(3)=(Ps*b7)/(1.02*Va(3).*p*g);qs(4)=(Ps*b7)/(1.02*Va(4).*p*g); qs(5)=(Ps*b7)/(1.02*Va(5).*p*g);st=[ 17.5813 16.2121 14.5126 13.3775 12.9185]; %加速时间：(这里以最高档〈四档〉、速度由0加速到94.93Km/h 的时间) 因与题 1.3 第三问求法相同，这里不在累述，可直接有计算机求得：figure(5);plot(qs,st, '+' ,'lineWidth' ,2)hold on plot(qs,st,); gtext( 517') gtext( 543') gtext( 583') gtext( 617') gtext( 633')title('燃油积极性-加速时间曲线’); xlabel('燃油经济性(qs/L)'); ylabel('动力性--原地起步加速时间(st/s)');《第四章》4-31)时：前轮先抱死 0时：后轮先抱死利用MATLAB 作图得到下图:前轴利用附着系数为:L z b zh g后轴利用附着系数为:L 1 zazh g空载时： 03.95 0.38 1.85所以满载时：ohg0.8450.413空载时后轮总是先抱死。
汽车理论MATLAB编程
ad=(deta(2)*M)./(Ft-Fwf(i))
delta(i)=0.1*ad/3.6
elseif ua(i)<=uamax(3)
n=ua(i)*ig(3)*io/r/0.377
ua=0.377*r*n/ig/io
deta=1+(Iw1+Iw2)/(M*r^2)+If*ig.^2*io^2*m/(M*r^2)%汽车旋转质量换算系数
Fw=CdA/21.15*(ua).^2
Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4
ua=0.377*r*n/ig/io
deta=1+(Iw1+Iw2)/(M*r^2)+If*ig.^2*io^2*m/(M*r^2)%汽车旋转质量换算系数
Fw=CdA/21.15*(ua).^2
Fwf=Fw+Ff
Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4
delta(i)=0.1*ad/3.6
elseif ua(i)<=uamax(4)
n=ua(i)*ig(4)*io/r/0.377
Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4
axis([0,80,0,100])
汽车理论习题答案及MATLAB编程
汽车理论课后习题答案（部分题目）教材：汽车理论（第5版）清华大学余志生主编机械工业出版社出版本文档包含习题答案：第一章：1.1 1.2 1.7 1.8第二章：2.2 2.3 2.4第三章第四章：4.1 4.2 4.3 4.5第五章：5.1 5.8 5.10 5.11 5.12 5.14 5.17第六章：6.1~6.5其中第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程见本作者另一百度文库文档。
获取方法：点击左上角本作者的昵称，进入本作者的文库，《汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程》第三章：解：（完整解题含MATLAB编程见另一文件）根据“货车最高车速为100km/h左右”，为满足五种主减速器与两种变速器匹配后车速均能达到100km/h，参照表中发动机转速，可选3006r/min、3403r/min、3804r/min三种。
结合万有特性图，考虑到动力性与燃油经济性的统一，选择转速3403r/min进行计算。
由于本人能力有限，暂难以完成EPA循环工况下的燃油消耗量计算，故以“货车采用最高档、90％负荷率工况下”的等速百公里油耗代替表示燃油经济性。
取汽油密度为0.7kg/L。
燃油经济性以等速百公里油耗Qs(L/100km)表示；动力性以2挡起步加速行驶至96.6km/h车速所用时间t(s)表示。
下面运用MATLAB编程实现计算和绘图，编程（m文件）列于最后，运行结果（4挡）如下：t=48.4235t=46.3511t=41.5557t=33.3796t=30.556490％负荷Pe=55.5647Qs4=25.103126.365628.307829.958730.7356图1加速度倒数-速度曲线图2燃油经济性-加速时间曲线由此可得出：主减速器传动比越大，动力性越好，燃油经济性越差。
与4挡变速器相比，采用5挡变速器时动力性和燃油经济性有所提高和改善。
（完整解题含MATLAB 编程见另一文件）图1图25.8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。
Matlab程序模拟汽车理论中的数据特性图1
车辆理论作业第三组第一大题确定一辆轻型货车的动力性能 1、绘制发动机的使用外特性曲线 n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 %发动机的净功率 figure(1) plot(n,T) xlabel('转速n') ylabel('转矩T') figure(2) plot(n,Pe) xlabel('转速n') ylabel('功率Pe')5001000150020002500300035004000100110120130140150160170180转速n转矩T5001000150020002500300035004000010203040506070转速n功率P e2、绘制驱动力---行驶阻力平衡图 i0=6.17; %减速器的传动比 ig(1)=6.09 % 一档的传动比 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77 Ff1=m1*9.8*f Ff2=m2*9.8*fft1=T*ig(1)*i0*nT/r %一档所产生的驱动力 ft2=T*ig(2)*i0*nT/r ft3=T*ig(3)*i0*nT/r ft4=T*ig(4)*i0*nT/r Ft=[ft1;ft2;ft3;ft4]';ua1=0.377*r*n/(ig(1)*i0) %一档的速度 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=[ua1;ua2;ua3;ua4]';fw1=CdA*ua1.^2/21.15+Ff1 %一档的行驶阻力 fw2=CdA*ua2.^2/21.15+Ff1 fw3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fw4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1Fz1=[fw1;fw2;fw3;fw4]'; figure(3)plot(ua,Ft) %绘制各档的驱动力曲线hold onplot(ua,Fz1) %绘制行驶阻力曲线 hold onplot(ua4,Ff2) %绘制滚动阻力曲线 xlabel('ua/(km.h)')ylabel('F/N')title('汽车驱动力-行驶阻力平衡图')text(20,12000,'Ft1'); text(30,6000,'Ft2'); text(40,4000,'Ft3'); text(80,3000,'Ft4');text(90,2200,'（空载）Ff+fw'); text(105,1450,'满载Ff')102030405060708090200040006000800010000120001400016000ua/(km.h)F /N汽车驱动力-行驶阻力平衡图Ft1Ft2Ft3Ft4（空载）Ff+Fw满载Ff一档的驱动力很大，可用于爬坡且坡度较大；二档用于直接原地起步加速 3、绘制动力特性图D=(Ft-Fw)/(m1*9.8) %求动力因数f1=0.0076+0.000056*ua %一定车速条件下的滚动阻力 figure(4) plot(ua,D) hold onplot(ua,f1) text(20,0.3,'I') text(20,0.154,'II') text(40,0.1,'III') text(80,0.05,'IV') text(110,0.025,'f') title('汽车动力特性图') xlabel('ua/(km.h)') ylabel('D')1020304050607080900.050.10.150.20.250.30.350.40.45IIIIIIIVf汽车动力特性图ua/(km.h)DIf=0.218Iw1=1.798 Iw2=3.598die1=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(1).^2)/(m1*r^2);%一档的旋转质量换算系数die2=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(2).^2)/(m1*r^2); die3=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(3).^2)/(m1*r^2); die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2); die=[die1;die2;die3;die4]';a1=9.8*D(:,1)/die1-9.8*f/die1; %求一档的加速度 a2=9.8*D(:,2)/die2-9.8*f/die2; a3=9.8*D(:,3)/die3-9.8*f/die3; a4=9.8*D(:,4)/die4-9.8*f/die4; aI=1./a1 %求一档的加速度倒数 aII=1./a2 aIII=1./a3 aIV=1./a4aa=[aI,aII,aIII,aIV]';figure(5) %绘制各档的加速度倒数曲线 plot(ua1,aI) hold on plot(ua2,aII) hold onplot(ua3,aIII) hold onplot(ua4,aIV)axis([5 99 0.01 10])10203040506070809012345678910aI aII aIIIaIV加速度倒数曲线ua/(km.h)1/a由图可知，加速度倒数没有交点，则可以在每档达到最大车速时换挡 nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=6.17;If=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.950;a=2.000;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[6.09 3.09 1.71 1.00 ]; nmin=600;nmax=4000; u1=0.377*r*nmin./ig/i0; u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig; for i=1:4deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[0:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua; Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15; for i=1:N k=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000)^.4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;else ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; enda=delta(1:k); t(i)=sum(a); endplot(t,ua,'b','LineWidth',2);axis([0 100 0 100]);title('四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t （s ）');ylabel('速度ua （km/h ）');1020304050607080901000102030405060708090100四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线时间t （s ）速度u a （k m /h ）第二大题n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 figure(1) plot(n,T)text(1000,120,'转矩T') hold on plot(n,Pe)text(2000,20,'发动机净功率Pe')5001000150020002500300035004000020406080100120140160180转矩T发动机净功率Pei0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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=10:1:100Pf=m1*9.8*f.*ua/(3600) Pw=CdA*ua.^3/(76140) figure(2) plot(ua1,Pe) hold on plot(ua2,Pe) hold on plot(ua3,Pe) hold onplot(ua4,Pe) hold onplot(ua,(Pf+Pw)/nT)010203040506070809010010203040506070评价：一二三档的后备功率都比较大，可在一定坡度的道路上直接启动加速； 在最高档达到最高车速时，n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]B00=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7] B10=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291] B20=[72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113]B30=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]B40=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568] B0=spline(n0,B00,n) B1=spline(n0,B10,n) B2=spline(n0,B20,n) B3=spline(n0,B30,n) B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600) Pw4=CdA*ua4.^3/(76140) Ff1=m1*9.8*ffz3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fz4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1 %Pe3=fz3.*ua3./(3600*nT); %Pe4=fz4.*ua4./(3600*nT); Pe3=(Pf3+Pw3)/nTPe4=(Pf4+Pw4)/nTb3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4 b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10*9.8) Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10*9.8) figure(3)plot(ua4,Qs4) hold on plot(ua3,Qs3)01020304050607080901.41.61.822.22.42.62.8n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 i0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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);n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]B00=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7] B10=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291]B20=[72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113]B30=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]B40=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568]B0=spline(n0,B00,n)B1=spline(n0,B10,n)B2=spline(n0,B20,n)B3=spline(n0,B30,n)B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) %三档的滚动阻力功率Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) %三档的的空气阻力功率Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600)Pw4=CdA*ua4.^3/(76140)Ff1=m1*9.8*fPe3=(Pf3+Pw3)/nT %三档的发动机净功率Pe4=(Pf4+Pw4)/nT %四档的发动机净功率b3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10) %四档的百公里油耗Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10) %三档的百公里油耗ua=[25 40 50]ss=[50 250 250]fz=CdA*ua.^2/21.15+Ff1 %匀速条件下的阻力Pee=fz.*ua/(3600*nT);b=spline(b4,Pe4,Pee) %匀速条件下的燃油消耗率Qsy=Pee.*b./(1.02*ua*7.10)a=[0.2 0.2 -0.36]dt1=1/(3.6*0.2)dt2=1/(3.6*0.2)dt3=1/(3.6*(0.36))ua11=25:1:40ua22=40:1:50ua33=50:-1:25b11=spline(ua4,b4,ua11) %在加速条件下的各个速度节点的燃油消耗率b22=spline(ua4,b4,ua22)b33=spline(ua4,b4,ua33)If=0.218Iw1=1.798Iw2=3.598die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2);Pej1=(m1*9.8*f.*ua11/(3600)+CdA.*ua11.^3/(76140)+(die4*m1.*ua11/3600)*0.2)/nT %在三个加速条件下的各个速度节点Pej2=(m1*9.8*f.*ua22/(3600)+CdA.*ua22.^3/(76140)+(die4*m1.*ua22/3 600)*0.2)/nT %的发动机净功率Pej3=(m1*9.8*f.*ua33/(3600)+CdA.*ua33.^3/(76140)+(die4*m1.*ua33/3 600)*0.2)/nT %Qstj1=Pej1.*b11/(367.1*7.10) %在三中加速条件下的，各自的单位时间的燃油消耗量Qstj2=Pej2.*b22/(367.1*7.10)Qstj3=Pej3.*b33/(367.1*7.10)i11=size(Qstj1)i22=size(Qstj2)i33=size(Qstj3)i1=i11(2)i2=i22(2)i3=i33(2)Qt1=Qstj1(2:i1-1)Qt2=Qstj2(2:i2-1)Qt3=Qstj3(2:i3-1)q1=((Qstj1(1)+Qstj1(i1))*dt1./2+sum(Qt1)*dt1)/10q2=((Qstj2(1)+Qstj2(i2))*dt2./2+sum(Qt2)*dt2)/10q3=((Qstj3(1)+Qstj3(i3))*dt3./2+sum(Qt3)*dt3)/10Qall=(q1+q2+q3+Qsy(:,1)+Qsy(:,2)+Qsy(:,3))*100/1075q1 =5.8526q2 =4.9810 q3 =6.0186 Qall =2.7916第三大题(1)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;Fu1 =0:1000:100000;Fu2=1/2*(G/hg*(b^2+4*hg*L/G*Fu1).^0.5-(G*b/hg+2*Fu1));Fu02=1/2*(G0/hg0*(b0^2+4*hg0*L0/G0*Fu1).^0.5-(G0*b0/hg0+2*Fu1));F2=(1-B)*Fu1/B;plot(Fu1,Fu2) %绘制满载时的I曲线hold onplot(Fu1,Fu02) %绘制空载时的I曲线hold onplot(Fu1,F2); %%绘制beta曲线title('beta线和I曲线')text(30000,50000,'beta曲线')text(25000,10000,'空载时I曲线')text(25000,30000,'满载时I曲线')xlabel('Fu1')ylabel('Fu2')figure(2)fe=[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9];for i=1:10Fxb1fk=0:100:120000;Fxb1rk=0:100:120000;Fxb2fk=(L0-fe(i)*hg0)/(fe(i)*hg0).*Fxb1fk-G0*b0/hg0;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg0)/(L0+fe(i)*hg0).*Fxb1rk+fe(i)*G0*a0/(L0+fe(i )*hg0);plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 120000 0 40000])title('空载时的f、r线组图')figure(3)for i=1:10Fxb1fk=0:100:220000;Fxb1rk=0:100:220000;Fxb2fk=(L-fe(i)*hg)/(fe(i)*hg).*Fxb1fk-G*b/hg;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg)/(L+fe(i)*hg).*Fxb1rk+fe(i)*G*a/(L+fe(i)*hg); plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 220000 0 80000])title('满载时的f、r线组图')012345678910x 104-2024681012141618x 104beta 线和I 曲线beta 曲线空载时I 曲线满载时I 曲线Fu1F u 2024681012x 10400.511.522.533.54x 104Fxb1F x b 2空载时的f 、r 线组图00.20.40.60.81 1.21.4 1.6 1.822.2x 105012345678x 104Fxb1F x b 2满载时的f 、r 线组图(2)-(3)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B 为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;z=0:0.1:1; %制动强度fef=B*z*L./(b+z*hg);fef0=B*z*L0./(b0+z*hg0);fer=(1-B)*z*L./(a-z*hg);fer0=(1-B)*z*L0./(a0-z*hg0);figure(1)plot(z,fef,z,fef0,z,fer,z,fer0,z,z)text(0.8,1.5,'空车后轮')text(0.8,1.2,'满载后轮')text(0.7,0.6,'满载前轮')text(0.8,0.4,'空车前轮')figure(2)Ef=z./fef*100Ef0=z./fef0*100Er=z./fer*100Er0=z./fer0*100plot(fef,Ef,fer,Er)hold onplot(fef0,Ef0,fer0,Er0)axis([0 1 0 100])text(0.3,90,'Ef')text(0.8,90,'Er 满载')text(0.3,70,'Er 空载')00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.811.21.41.61.82空车后轮满载后轮满载前轮空车前轮00.10.20.30.40.50.60.70.80.910102030405060708090100Ef Er 满载Er 空载m0=4880;hg=0.845;l=3.950;a=2.100;b=1.850;beita=0.38;g=9.8;G0=m0*g ;m=9290;Hg=1.170;L=3.950;A=2.950;B=1.050;beita=0.38;g=9.8;G=m*g;t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;z=0:0.01:1.0;faifk=beita*z*l./(b+z*hg);faifm=beita*z*L./(B+z*Hg);fairk=(1-beita)*z*l./(a-z*hg);fairm=(1-beita)*z*L./(A-z*Hg);Efk=z./faifk*100;Efm=z./faifm*100;Erk=z./fairk*100;Erm=z./fairm*100;ak1=Erk(81)*g*fai/100;am1=Erm(81)*g*fai/100;Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak1);Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am1);disp('空载时，汽车制动距离Sk1=');disp(Sk1);disp('满载时，汽车制动距离Sm1=');disp(Sm1);ak2=fai*g*a/(l+fai*hg);am2=fai*g*A/(L+fai*Hg);ak3=fai*g*b/(l-fai*hg);am3=fai*g*B/(L-fai*Hg);Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak2);Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am2);Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak3);Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am3);disp('空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=');disp(Sk2);disp('满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=');disp(Sm2);disp('空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=');disp(Sk3);disp('满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=');disp(Sm3);空载时，汽车制动距离Sk1=7.8668满载时，汽车制动距离Sm1=5.6354空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=10.0061满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=7.5854空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=8.0879满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=12.9629。
汽车理论习题Matlab程序
1.3 确定一轻型货车的动力性能〔货车可装用4挡或5挡变速器，任选 其中的一种进行整车性能计算〕：1〕绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2〕求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3〕绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+- 式中，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n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。
装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880kg传动系机械效率 ηt滚动阻力系数 f空气阻力系数×迎风面积 C D A 2主减速器传动比 i 0飞轮转动惯量 I f =0.218kg•m 2二前轮转动惯量 I w1=1.798kg•m 2四后轮转动惯量 I w2=3.598kg•m 2变速器传动比 ig(数据如下表)解：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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;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]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t〔s〕');ylabel('速度ua〔km/h〕');>> ginputans =所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为s货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论习题-matlab
《汽车理论》习题一、确定一轻型货车的动力性能。
1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；2）求汽车最高车速与最大爬坡度；3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线；用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h所需的加速时间。
已知数据略。
（参见《汽车理论》习题第一章第3题）解题程序如下:用Matlab语言m1=2000; m2=1800; mz=3880;g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; i0=5.83;If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; #输入已知参数Iw=2*Iw1+4*Iw2;for i=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;end #从600~4000rpm油拟合公式计算发动机转距for j=1:5for i=1:69Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f;endend #计算各档位下的驱动力和行驶阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)'); #作汽车驱动力与行驶阻力平衡图for k=1:175n1(k)=3300+k*0.1;Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000)-165.44*(n1(k)/1000)^2+40.874*(n1(k)/1000)^33.8445*(n1(k)/1000)^4;Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;ua(k)=0.377*r*n1(k)/(ig(5)*i0);Fz(k)=CdA*ua(k)^2/21.15+mz*g*f;E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));end #从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到for k=1:175 #驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处)if(E(k)==min(E)) #通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近)disp('汽车最高车速=');disp(ua(k));disp('km/h');end #输出结果endfor p=1:150 #从2000rpm开始以0.5为步长搜索找驱动力n2(p)=2000+p*0.5; #与行驶阻力之差最大点(Ⅰ档处)Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000)-165.44*(n2(p)/1000)^2+40.874*(n2(p)/1000) ^3-3.8445*(n2(p)/1000)^4;Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*i0*nT/r;ua(p)=0.377*r*n2(p)/(ig(1)*i0);Fz(p)=CdA*ua(p)^2/21.15+mz*g*f;af(p)=asin((Ft(p)-Fz(p))/(mz*g));end #通过其他检验程序可估计出该点大致位置(2000rpm附近)for p=1:150if(af(p)==max(af))i=tan(af(p));disp('汽车最大爬坡度=');disp(i);endendfor i=1:69 #开始计算绘制加速度倒数曲线所需数据n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;endfor j=1:5for i=1:69deta=1+Iw/(mz*r^2)+If*ig(j)^2*i0^2*nT/(mz*r^2);ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r-CdA*ua(i,j)^2/21.15-mz*g*f)/(deta*mz);if(a(i,j)<=0)a(i,j)=a(i-1,j);endif(a(i,j)>0.05) #剔除加速度值小于0.05的数据b1(i,j)=a(i,j);u1(i,j)=ua(i,j);elseb1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);endb(i,j)=1/b1(i,j);endendx1=u1(:,1);y1=b(:,1);x2=u1(:,2);y2=b(:,2);x3=u1(:,3);y3=b(:,3);x4=u1(:,4);y4=b(:,4);x5=u1(:,5);y5=b(:,5);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);title('加速度倒数曲线');axis([0 120 0 30]);xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/aj'); #作加速度倒数曲线for i=1:69 #从作出的加速度倒数曲线知,各档之间无交点A=ua(i,3)-ua(69,2); #因此换档时刻按低档最高转速对应的车速计if (A<1&A>0)j=i;endB=ua(i,4)-ua(69,3);if(B<2&B>0)k=i;endif(ua(i,4)<=70)m=i;endend #以上是计算三个换档时刻t=ua(1,2)*b(1,2); #开始计算加速时间,这里是以二档起步得到的原始时间for p1=2:69t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1-1,2))*0.5;t=t+t1(p1);end #为减小计算误差,采用梯形算法累加,以下均是for p2=j:69t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;t=t+t2(p2);endfor p3=k:mt3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3-1,4))*0.5;t=t+t3(p3);endt=t+(ua(j,3)-ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4)-ua(69,3))*b(69,3)+(70-ua(m,4))*b(m,4); #加上了换档处未计算的那部分时间tz=t/3.6; #换算单位disp('加速时间=');disp(tz);disp('s'); #输出计算结果计算结果及图形：汽车最高车速=99.0679km/h汽车最大爬坡度=0.3518加速时间=29.0585s二、计算与绘制题1 中货车的1）汽车功率平衡图；2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
汽车理论课后习题答案及MATLAB编程
汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程教材：汽车理论（第5版）清华大学余志生主编机械工业出版社出版本文档包含第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程其它习题答案：第一章：1.1 1.2 1.7 1.8第二章：2.2 2.3 2.4第三章第四章：4.1 4.2 4.3 4.5第五章：5.1 5.8 5.10 5.11 5.12 5.14 5.17第六章：6.1~6.5见本作者另一百度文库文档。
获取方法：点击左上角本作者的昵称，进入本作者的文库，《汽车理论课后习题答案（含MATLAB编程）》第三章：m=3880;%总质量g=9.8;%重力加速度r=0.367;%车轮半径eta_t=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CDA=2.77;%空气阻力系数*迎风面积i0=[5.175.435.836.176.33];%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;Iw2=3.598;%两前轮/四后轮转动惯量Iw=Iw1+Iw2;ig4=[6.09 3.091.711];%4挡变速器传动比ig5=[5.56 2.7691.64410.793];%5挡变速器传动比n=600:1:4000;%发动机转速Tq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;%4挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig4(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig4(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig4(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig4(4)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(4));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig4(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig4(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig4(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig4(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;figure(1)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];elseif u4(k)<=u4maxx3=[k];endendq2=max(x2);q3=max(x3);ua4=u4(q2:q3);a4=b4(q2:q3);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s=[s2s3s4];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs4(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs4=');disp(Qs4);tt=[48.423546.351141.555733.379630.5564];figure(2)plot(Qs4,tt,'*')hold onxi=25:0.001:31;pp=interp1(Qs4,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)title('燃油经济性-加速时间曲线');xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')%5挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig5(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig5(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig5(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig5(4)*i0(i)/r;Ft5=Tq*ig5(5)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(4));u5=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(5));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;F5=m*g*f+CDA*u5.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig5(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig5(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig5(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig5(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta5=1+(Iw+If.*ig5(5).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);a5=(Ft5-F5)/(delta5*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;b5=1./a5;figure(3)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4,u5,b5);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext('1/a5')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=max(u4);u5min=u4max;u5max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];x5=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];endendq2=max(x2);ua4=u4(q2:y);a4=b4(q2:y);for l=1:3401if u5(l)<=u5minx3=[l];elseif u5(l)<=u5maxx4=[l];endendq2=max(x2);q3=max(x3);q4=max(x4);ua5=u5(q3:q4);a5=b5(q3:q4);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s5=trapz(ua5,a5);%五挡运行时间s=[s2s3s4s5];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;Pe5=Ft5.*u5./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs5(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs5=');disp(Qs5);tt=[93.973058.283444.678445.366744.9793];figure(2)plot(Qs5,tt,'*')hold onxi=30:0.001:100;pp=interp1(Qs5,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)%title('燃油经济性-加速时间曲线');%xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');%ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')运行结果：t=48.4235t=46.3511t=41.5557t=33.3796t=30.556490％负荷Pe=55.5647Qs4=25.103126.365628.307829.958730.7356图1加速度倒数-速度曲线图2燃油经济性-加速时间曲线4.3%空载(no load)—1；满载(full load)—2m1=4080;m2=9290;hg1=0.845;hg2=1.170;L=3.950;a1=2.100;a2=2.950;b1=L-a1;b2=L-a2;beta=0.38;%利用附着系数与制动强度的关系曲线z=0:0.01:1;phi_f1=L*beta.*z./(b1+z*hg1);%前轮利用附着系数(空载)phi_r1=L*(1-beta).*z./(a1-z*hg1);%空载时后轮利用附着系数(空载)phi_f2=L*beta.*z./(b2+z*hg2);%前轮利用附着系数(满载)phi_r2=L*(1-beta).*z./(a2-z*hg2);%后轮利用附着系数(满载)phi=z;%最理想情况figure(1);plot(z,phi_f1,'g--',z,phi_f2,'g-',z,phi_r1,'b--',z,phi_r2,'b-',z,phi,'k-'); axis([0,1,0,1]);grid on;box off;axis square;title('利用附着系数与制动强度的关系曲线');xlabel('制动强度z/g');ylabel('利用附着系数{\phi}');%ECE法规要求界限hold on;z1=0.2:0.01:0.8;z2=0.15:0.01:0.3;z3=0.3:0.01:1;phi1=(z1+0.07)/0.85;phi2=z2-0.08;phi3=z2+0.08;phi4=(z3-0.02)/0.74;plot(z1,phi1,'r-.',z2,phi2,'r-.',z2,phi3,'r-.',z3,phi4,'r-.'); legend('{\phi}_{f}(空载)','{\phi}_{f}(满载)','{\phi}_{r}(空载)',...'{\phi}_{r}(满载)','{\phi}=z','ECE法规要求界限');legend('Location','northwest');%制动效率曲线Ef1=z./phi_f1*100;Er1=z./phi_r1*100;Ef2=z./phi_f2*100;Er2=z./phi_r2*100;figure(2);plot(phi_f1,Ef1,'k',phi_r1,Er1,'k',phi_f2,Ef2,'b',phi_r2,Er2,'b'); axis([0,1,0,100]);grid on;box off;axis square;title('制动效率曲线');xlabel('附着系数{\phi}');ylabel('制动效率(%)');text(0.25,90,'E_f');text(0.6,88,'满载');text(0.8,90,'E_r');text(0.7,65,'空载');text(0.72,72,'E_r');程序运行结果如下：图1图2 5.11L=3.048;K=0.0024;i=20;ua=0:0.01:120;f=1/L.*(1./(3.6./ua+K.*ua./3.6));syms uF(u)=(1/L.*(1./(1./u+K.*u)))./i;plot(ua,f,'b-');xlabel('u_a(km/h)');ylabel('\omega_r/\delta)_s');F(22.35)运行结果：ans=0.1667386094155036.2f=0.1:0.1:100;Gq1=5.12*10^(-5)./f.^2;Gq2=2.02*10^(-3).*f./f;Gq3=7.98*10^(-2).*f.^2;figure(1);loglog(f,Gq1,'b-');box off;axis square;title('位移功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q(f)/(m^2s)');figure(2);loglog(f,Gq2,'b-');box off;axis square;title('速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''(f)/(m^2/s)');figure(3);loglog(f,Gq3,'b-');box off;axis square;title('加速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''_''(f)/(m^2/s^3)');运行结果如下：6.4f1=0.1:0.01:1;f2=1:0.01:10;G1=0.010106.*f1.^2;G2=0.010106.*f2./f2;loglog(f1,G1,'b-');hold onloglog(f2,G2,'b-');title('车身加速度的功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_z_''_''(f)/m^-^1'); axis([0.1,10,0.0001,0.1]);运行结果如下：6.51.计算说明1）①幅频特性()122222114z q λζλγ⎡⎤-+⎢=⎢⎥∆⎣⎦，其中0ωλω=，()2222222111141λλγζλγλμμ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫∆=-+--+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦；()12222222211414z z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦；()1222222221414s s s s s p z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦，其中s s ωλω=；②均方根谱()()221~j 2z q H f f ωππ=；()()222~j 2z qH f f ωππ== ；()()2221~1j 2p qz z H f f z qωππ== ；③其他值()0.5360q q G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536110z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536220z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.5360a a G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰()()()()()()13622w 012222412.5362202412.5d 12.5 0.5d d 1d d 4a a a a a a W f G f f f G f f G f f G f f G f f f ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰⎰⎰其中，()()()()()0.5 0.52 2441 412.512.512.536f f f W f f f f <<⎧⎪⎪<<⎪=⎨<<⎪⎪<<⎪⎩()aw w 020lg L a =2）见1）中计算式3）()()()22004q q q G f G G n n uωπ== ()()()1122363622d ~00d d dd f q q f q f H f G f f G f f q σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122d 12f q f γλπ⎡⎤=⎢⎥∆⎣⎦ ()()()1122363622d //~00d d dd F Gq q F G q F H f G f f G f f Gq σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122222d 1412F f Gq g λζλμπγ⎡⎤⎛⎫-+⎢⎥⎪+⎢⎥⎝⎭=⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎣⎦其余见1）中计算式2.程序清单1）f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;%计算并绘制幅频特性delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;figure(1)loglog(f,z1_q,'b-',0:0.1:100,(0:0.1:100)./(0:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.1,10]);grid on ;title('z_1~q 的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_1}{q}|$$','Interpreter','latex');gtext('0:1');figure(2)loglog(f,z2_z1,'b-',0:0.1:1,(0:0.1:1)./(0:0.1:1),'g-',1:0.1:100,1./...(1:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('z_2~z_1的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_2}{z_1}|$$','Interpreter','latex'); gtext('0:1');gtext('-1:1');figure(3)loglog(f,p_z2,'b-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('p~z_2的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{p}{z_2}|$$','Interpreter','latex');%计算并绘制均方根谱sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q; figure(4)loglog(f,sqrt_Gz1,'b-');grid on;title('车轮位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''1}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(5)loglog(f,sqrt_Gz2,'b-');grid on;title('车身位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''2}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(6)loglog(f,sqrt_Ga,'b-');grid on;title('传至人体的位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_a(f)}$','Interpreter','latex');%计算其它值sigma_q=sqrt(trapz(f,sqrt_Gq.^2));%路面不平度加速度均方根值sigma_z1=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz1.^2));%车轮加速度均方根值sigma_z2=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));%车身加速度均方根值sigma_a=sqrt(trapz(f,sqrt_Ga.^2));%传至人体的加速度均方根值for i=1:Nif f(i)<=2W(i)=0.5;elseif f(i)<=4W(i)=f(i)/4;elseif f(i)<=12.5W(i)=1;elseW(i)=12.5/f(i);endendaw=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));%加权加速度均方根值a0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);%加权振级format shortdisp('路面不平度加速度均方根值=');disp(sigma_q);disp('车轮加速度均方根值=');disp(sigma_z1);disp('车身加速度均方根值=');disp(sigma_z2);disp('传至人体的加速度均方根值=');disp(sigma_a);disp('加权加速度均方根值=');disp(aw);disp('加权振级=');disp(Law);2）%随fs变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=1.5:0.01:6;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;lambda=omega./omega0;for i=1:length(fs)omega_s=2*pi.*fs(i);lambda_s=omega./omega_s;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(fs,aw);grid ontitle('a_w随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(fs,Law);grid ontitle('L_aw随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('L_a_w/dB');%随zeta_s变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_ss=0.125:0.001:0.5;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi.*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;for i=1:length(zeta_ss)zeta_s=zeta_ss(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(zeta_ss,aw);grid ontitle('a_w随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(zeta_ss,Law);grid ontitle('L_aw随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('L_a_w/dB');3）%随f0变化f0=0.25:0.01:3;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;lambda_s=omega./omega_s;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(f0)omega0=2*pi*f0(i);lambda=omega./omega0;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(f0==1.5);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(f0,sm_z2,f0,sm_fd,f0,sm_FdG);axis([0.25,3,-25,10]);grid on;title('各响应量均方根值随f_0变化的曲线');xlabel('f_0/Hz');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随zeta变化f0=1.5;zeta0=0.125:0.001:0.5;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(zeta0)zeta=zeta0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(zeta0==0.25);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(zeta0,sm_z2,zeta0,sm_fd,zeta0,sm_FdG);axis([0.125,0.5,-4,4]);grid on;title('各响应量均方根值随\zeta变化的曲线');xlabel('\zeta');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');%随gamma变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma0=4.5:0.1:18;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(gamma0)gamma=gamma0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(gamma0==9);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(gamma0,sm_z2,gamma0,sm_fd,gamma0,sm_FdG);axis([4.5,18,-6,6]);grid on;title('各响应量均方根值随\gamma变化的曲线');xlabel('\gamma');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随mu变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu0=5:0.1:20;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(mu0)mu=mu0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(mu0==10);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(mu0,sm_z2,mu0,sm_fd,mu0,sm_FdG);axis([5,20,-2,2]);grid on;title('各响应量均方根值随\mu变化的曲线');xlabel('\mu');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB');legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');3.结果分析1）路面不平度加速度均方根值=0.3523车轮加速度均方根值=0.2391车身加速度均方根值=0.0168传至人体的加速度均方根值=0.0161加权加速度均方根值=0.0100加权振级=80.0287分析：根据课本中表6-2，a w=0.0100<0.315，L aw=80.0287<110，故乘客没有不舒适。
汽车理论习题解答
1.3(1).绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图Matlab程序如下所示：i0=5.83;nt=0.85;r=0.367;n=600:100:4000;ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;Tq=-19.313+295.27*(0.001*n)-165.44*(0.001*n).^2+40.874*(0.001*n). ^3-3.8445*(0.001*n).^4;ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.377*r*n/(ig3* i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);Ft1=Tq*ig1*i0*nt/r;Ft2=Tq*ig2*i0*nt/r;Ft3=Tq*ig3*i0*nt/r;Ft4=Tq*i g4*i0*nt/r;ua=1:1:120;Ff=504.4;t=2.77;Fw=t*ua.^2/21.15;F=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,'r-',ua2,Ft2,'b-',ua3,Ft3,'g-',ua4,Ft4,'y-',ua,F,'r-'),grid;gtext('I');gtext('II');gtext('III');gtext('VI');gtext('Ff+Fw'); hold on;xlabel('速度km/h');ylabel('F /N');title('驱动力与阻力平衡关系图');（2）求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应附着率1.由上图易知，最高车速出现在4档行驶时驱动力与阻力的交点处，Uamax=99.08km/h。
2.作出不同档位时，最大爬坡度与车速变化关系图。
汽车理论习题Maab程序
确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。
轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟合公式为式中，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nmin =600r/min,最高转速nmax=4000r/min。
装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880kg车轮半径 0.367m传动系机械效率ηt=0.85滚动阻力系数f=0.013空气阻力系数×迎风面积C D A=2.77m2主减速器传动比i0=5.83飞轮转动惯量 I f=0.218kg?m2二前轮转动惯量I w1=1.798kg?m2四后轮转动惯量I w2=3.598kg?m2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） a=1.974m质心高（满载） hg=0.9m解：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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/100 0).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;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]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/100 0).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论习题Matlab程序
１、3确定一轻型货车得动力性能（货车可装用４挡或５挡变速器,任选其中得一种进行整车性能计算）:1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2)求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应得附着率.3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km／h得车速—时间曲线,或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至7０ｋm/h得加速时间。
轻型货车得有关数据：汽油发动机使用外特性得Ｔｑ－n曲线得拟合公式为式中，Tq为发动机转矩（N•ｍ);n为发动机转速（r/miｎ）。
发动机得最低转速n miｎ=600r/min，最高转速n max=4000ｒ/mｉn。
装载质量200０kｇ整车整备质量1８００kｇ总质量3880kg车轮半径０、367m传动系机械效率ηt=0、85滚动阻力系数f=0、０13空气阻力系数×迎风面积C DＡ=２、7７m2主减速器传动比ｉ0=5、83飞轮转动惯量Ｉｆ=0、２1８kg•ｍ2二前轮转动惯量Ｉｗ1＝1、７9８kg•ｍ2四后轮转动惯量I w2=３、５98kg•m ２变速器传动比ig（数据如下表)轴距Ｌ=3、2m质心至前轴距离（满载）a=1、9７4m质心高（满载）hg＝0、9ｍ解：Matlａb程序：（１) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图与汽车最高车速程序：n=［600:１0:４００0］;Tq＝－19、313+295、27*（n/100０）-1６5、４4*(ｎ/1000）、＾２+４0、874*（n/1０00）、＾3-３、8445＊(n/１0０0）、^4;m＝３８8０；g=9、8;ｎmin=6０0;nｍax=４000;G=ｍ*g；ig=[5、56 2、769 1、644 １、０0 0、7９3］；nT=0、85；r=0、367;f＝0、０１３；CDA=2、７７；i0=5、８３；L=3、2；a=1、947;ｈg=０、9;If=０、218;Ｉw1＝1、798；Iw2＝３、598；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;Ｆｔ5=Tq*ig（5)*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;ua5=0、377＊r＊ｎ/iｇ(5）／i０；ua＝［０：5:12０］；Ff=G*ｆ;Fｗ=CＤA*ua、^２/２１、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’)；zoｏｍon；［x，ｙ］=gｉnpｕｔ(1）；zoｏm oｆf;dｉｓp（'汽车最高车速=’）；ｄisp(x）;disｐ（’kｍ/h’)；汽车最高车速=9９、３006kｍ/h（2）求汽车最大爬坡度程序:n=[６00:10:4000］;Tq＝—19、313+295、27*(n／1000)—165、４4*（n/１0０0)、^２+40、8７４*（n/100０)、^３-3、8４45＊（n/10０0）、＾4；m=３880；g=9、8；nmin=600;nmax=40０0;G=ｍ*g；ig=［5、５62、7691、6441、０0 0、793]；nT=0、８５;r=0、３67；f=0、0１3;CDA=2、77;i０=５、83；L＝3、2;a＝１、94７；hｇ＝0、9;If=0、21８;Iw1＝1、798;Iw2=３、598；Ft１=Tq*ｉg（１）＊ｉ0＊nT／r；ua1=0、3７7＊r＊n/ｉg(1）/i0；Ｆｆ＝Ｇ*f；Fw1=CDA*ｕa1、^2/21、１5;Ｆｚ１=Ff＋Fw1;Ｆi1=Ft1—Fz１;Zｏoｍon；imax=1００＊ｔaｎ（aｓｉn（max(Fi1/G）)）；ｄｉsp（'汽车最大爬坡度＝’）;ｄisp（imax);dｉsp（’％’);汽车最大爬坡度=35、２１９7％(3)求最大爬坡度相应得附着率与求汽车行驶加速度倒数曲线程序:cｌearn=［600：10:40０0］;Tｑ=－１9、３１3＋２９5、27＊(n/1000）-165、44*（ｎ/1000）、＾2+40、874*（ｎ／10０0）、^３－3、8445＊（ｎ/1000）、^４;ｍ=3880;g=9、８；ｎmｉｎ＝6０0；nmax＝4０00;Ｇ=m＊g；ig=［5、５6 2、76９１、644 1、00 0、793]；nT=０、85;ｒ=0、３６7;f=0、013；ＣDＡ=2、77;i0=5、83;L=3、2;a=1、9４７;ｈg=0、9；If=0、218；Iw1=1、798;Iw2＝3、５98；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;Ｆt5=Tｑ＊ｉg（５）*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;ua5＝0、3７７*r*n/ｉg(5)/i0;Ｆw1=ＣDA＊ｕa1、^2/２１、１5；Fw２=CDA*ｕa2、＾２／21、15；Fｗ3=CDA*ua3、＾２/2１、15;Ｆw4=CDA＊uａ4、^2／21、１５;Fw5＝CDＡ＊ｕa5、^２/21、15；Ff＝G＊f;deta１=１＋（Iw1+Ｉw2）/(ｍ＊r＾2）+(If＊ig（1）^２*i0^2＊nT）／(m＊r^２）; deta2=1+（Iw1+Iｗ２)/（m＊r^２)+(If*ｉg(2)^2＊ｉ0^2＊ｎＴ）/（m*r^2);deta３＝1+（Iw1+Iw2）/(m*ｒ＾2）+(Ｉf*ig（３）^2＊i0^2＊nT)/(m＊ｒ＾2）; dｅtａ４=1+(Iw１＋Iｗ2）/（ｍ*r^２）+(If*ｉg（4)^2＊i0^２*ｎT）/（ｍ＊r^2)；ｄeta5=１+（Ｉw１+Iw2）/(m*r＾２)+（Ｉｆ*iｇ(5）^2＊i0＾2*nT）／（m＊r^２);ａ１=（Ft1－Ff－Fw1)/(deta1＊m）；ａd１＝1、/a1；a２=（Ft2-Ｆf—Fw2）/（deta2＊m);ad２=1、/a2;a3=（Fｔ3-Ff-Ｆw３）/（deta3＊ｍ);aｄ3=1、/a3；a4=（Ft４-Ｆf—Fｗ4）/(deｔa4＊m）；ad４=1、／ａ4;a５=（Ft5-Ff－Ｆw5）/（ｄeta5＊m)；ａd5=1、/a5;pｌｏt（ｕa1，ad1,ua2,ａd２，ua３，ad3,ｕa4,ａd4，ｕa5,aｄ5）；axiｓ(［０９9 ０1０］）；title（＇汽车得加速度倒数曲线＇)；ｘｌabel（＇ｕa(km/h)’）；ylaｂel（'１/ａ');gteｘｔ(＇1/a1');gteｘt（＇1/a2’）；gtexｔ（’1/a３＇）；gtｅxｔ（＇1/ａ４'）；gｔeｘｔ(＇１/a5'）；ａ=max(ａ1）;af=asin（max（Ft1—Ff—Fw1）/Ｇ）；Ｃ＝tan(af）/(a/L+hg＊tａn（ａｆ）/L);disp（’假设后轮驱动，最大爬坡度相应得附着率＝＇)；dｉsｐ(Ｃ);假设后轮驱动，最大爬坡度相应得附着率=0、4219（４) >>cleaｒnＴ=0、８5；r=0、３6７；f=0、0１3;CＤA＝2、77；i０＝5、83;Iｆ＝0、２18;Iw1=1、７9８;Iｗ2＝3、598；L＝3、2；a=1、９47；hg=0、9;m=38８0；ｇ＝９、8；G＝m＊ｇ;ig=[５、56 ２、7６91、644 1、00 0、793］;nmin=６０0；nmax=40０0；ｕ1=0、377*r*nmin、／iｇ／ｉ0;u2=０、３77*ｒ＊nｍax、/ig/i0;ｄeta=0＊iｇ；fｏrｉ=1:5deta（i)=1+(Iw1+Ｉw２）/（m＊r＾2)+（Iｆ*(ig(i))^2*ｉ0＾2＊nT)/(m*ｒ^2)；enｄua＝[6：0、０1：９９]；N=lｅnｇth(uａ）；ｎ=0；Tq=0;Ft=0；inｖ＿a＝０*ua;d ｅｌｔａ=0*ua；Ff=Ｇ＊f；Fw=CDA＊ｕa、^2/21、15;fｏr i＝1:Ｎk=i；ｉｆua（i)＜=u2（２）ｎ＝ｕa（ｉ)*（iｇ(2）＊i0/r)/０、3７7；Tq＝－１9、3１3+２9５、27＊（n/100０)-165、44*（n/1０00）^2+40、874*(n/10０0）^3—３、8４4５＊（n/1000）^4;Fｔ=Tq＊ｉg（2)＊i0＊ｎT／ｒ;inv＿a（ｉ）=（deta（２）＊ｍ)／（Ft-Ｆf—Ｆw（i））；deltａ（i）＝0、01＊ｉnv_a(ｉ)／３、6;elｓeiｆua(i)＜＝ｕ2（3）n=ua（i)*（iｇ（3)*i0/r）/０、３77；Tq＝—１9、3１３+2９5、２７＊（n/１00０）—1６５、44＊（n/1000)＾2+４0、87４＊(n/1０00）^3－3、84４５*(ｎ/10００）^4;Ft=Tq＊ig(３)＊i０＊ｎT／ｒ；inv_a(i）=(deta(3）*ｍ）／(Ft—Ff-Ｆw(i））；deｌtａ(i）=0、01＊inｖ_ａ（ｉ)／3、６；ｅｌseif ｕa(i)〈＝u2（4)n＝ｕa(i）*(ig(4)*ｉ0/r)/0、377；Tq=—19、31３+29５、2７＊（n/1０00）—165、44*（n／1000）^2+４０、874*(n/１000）^3-3、８445＊(ｎ/1０00)^4；Fｔ=Tｑ*ｉg(4）*i0*ｎＴ/ｒ；inv_a（i)=(deｔa（4)*m）/（Ｆt－Fｆ－Fw（ｉ)）;ｄeｌｔａ（i）＝0、01＊inv_a(i）/3、６；elｓen=ua(i）＊(ig(5)＊ｉ０/ｒ）／0、37７;Ｔq=-19、313+2９5、2７*（ｎ/100０）－１６5、44*（ｎ/１00０)^2+40、８7４*(n/100０)＾３－３、84４5＊(ｎ/1000）^4;Ft=Tq＊ｉg(５)＊i０＊nT/r；inv_a(i)=（deｔa(5)*m）/(Ft－Fｆ—Ｆw（i））;ｄelｔa（i）=０、01＊iｎv_a(i）/3、6;enda=deltａ(1：k);t(i)＝sum（a)；endplot（t，ｕa)；axiｓ（[０80 ０100］）;tｉtle('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线’）；xlabｅｌ(’时间t（s)’）；ylabｅl（’速度ｕａ（kｍ/h)')；＞〉ｇｉnputans ＝25、82２3 7０、073725、746７70、0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至7０kｍ/ｈ得加速时间约为25、8s2、7已知货车装用汽油发动机得负荷特性与万有特性。
汽车理论 习题
1)“汽车驱动力--行驶阻力平衡图”、“汽车行驶加速度曲线”、“汽车加速度倒数曲线”、“汽车爬坡度图”分析如下：利用MATLAB编程如下:ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793]; %变速器传动比i0=5.83; %主减速器传动比r=0.367; %车轮半径h=0.85; %传动系机械效率cda=2.77; %空气阻力系数*迎风面积m=3880; %汽车总质量Iw1=1.798; %二前论转动惯量Iw2=3.598; %四后轮转动惯量I=0.218; %飞轮转动惯量g=9.8; %重力加速度for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩Ft(j,n)=tq*ig(j)*i0*h/r; %汽车驱动力f(j,n)=cda*ua(j,n)*ua(j,n)/21.15+494.3; %汽车行驶阻力s(j)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r.^2)+(I*ig(j).^2*i0.^2*h)/(m*r.^2); %汽车旋转质量换算系数a(j,n)=(Ft(j,n)-f(j,n))/(s(j)*m) %汽车加速度b(j,n)=1/a(j,n);D(j,n)=asin((Ft(j,n)-f(j,n))/(3800*g)); %坡度角i(j,n)=tan(D(j,n))*100 %坡度值Pe(j,n)=Ft(j,n)*ua(j,n)/3600 %汽车功率endendsubplot(2,2,1)k=600:100:4000plot(ua(1,k),Ft(1,k),ua(2,k),Ft(2,k),ua(3,k),Ft(3,k),ua(4,k),Ft(4,k),...ua(5,k),Ft(5,k),ua(1,k),f(1,k),ua(2,k),f(2,k),ua(5,k),f(5,k));title('汽车驱动力--行驶阻力平衡图')xlabel('ua/(km*h^{-1})');ylabel('F/N');text(26, 12000,'Ft1','HorizontalAlignment', 'right');text(36, 6450,'Ft2','HorizontalAlignment', 'right');text(56, 3900,'Ft3','HorizontalAlignment', 'right');text(66, 2500,'Ft4','HorizontalAlignment', 'right');text(66, 1800,'Ft5','HorizontalAlignment', 'right');text(100, 1400,'Ff+Fw','HorizontalAlignment', 'right');subplot(2,2,2)k=600:100:4000plot(ua(1,k),a(1,k),ua(2,k),a(2,k),ua(3,k),a(3,k),ua(4,k),a(4,k),ua(5,k),a(5,k)); title('汽车行驶加速度曲线')xlabel('ua/(km*h^{-1})');ylabel('a/m*s^{-2}') ;axis([0,120,-0.5,2.5]);text(14, 2,'1','HorizontalAlignment', 'right');text(20, 1.2,'2','HorizontalAlignment', 'right');text(30, 0.7,'3','HorizontalAlignment', 'right');text(50, 0.5,'4','HorizontalAlignment', 'right');text(60, 0.15,'5','HorizontalAlignment', 'right');subplot(2,2,3)k=600:100:4000plot(ua(1,k),b(1,k));hold onplot(ua(2,k),b(2,k),ua(3,k),b(3,k),ua(4,k),b(4,k),ua(5,k),b(5,k));title('汽车加速度倒数曲线')xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');axis([0,100,0,15]);subplot(2,2,4)m=600:100:4000imax=max(i(1,m));plot(ua(1,m),i(1,m));hold onplot(ua(2,m),i(2,m),ua(3,m),i(3,m),ua(4,m),i(4,m),ua(5,m),i(5,m));ua=0:1:12;plot(ua,imax);title('汽车爬坡度图')xlabel('ua/(km*h^{-1})');ylabel('i/(%)')axis([0,120,-5,40]);text(14, 32,'1','HorizontalAlignment', 'right');text(23, 14,'2','HorizontalAlignment', 'right');text(30,7,'3','HorizontalAlignment', 'right');text(50,5,'4','HorizontalAlignment', 'right');text(65, 0.3,'5','HorizontalAlignment', 'right'); text(25, 36,'imax','HorizontalAlignment', 'right'); grid off②画出图形如下：2）“汽车功率平衡图”分析：①利用MATLAB编程如下:ma=3880;%汽车的总质量g=9.81;%重力加速度r=0.367;%汽车车轮半径nt=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CdA=2.77;%空气阻力系数X迎风面积i0=5.83;%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;%二前轮转动惯量Iw2=3.598;%四后轮转动惯量%绘制变速器处于一档时汽车的驱动力曲线G=ma*g;ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793];for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩 Ft(j,n)=tq*ig(j)*i0*nt/r; %汽车驱动力Pe(j,n)=Ft(j,n)*ua(j,n)/3600 %汽车功率endendk=600:100:4000Pemax=max(Pe(1,k));plot(ua(1,k),Pe(1,k));hold on;plot(ua(2,k),Pe(2,k),ua(3,k),Pe(3,k),ua(4,k),Pe(4,k),ua(5,k),Pe(5,k));ua=0:0.1:110;Pf=G*f*ua/3600;Pw=CdA*ua.^3/76140;Pz=(Pf+Pw)/nt;plot(ua,Pz,'m','LineWidth',2);plot(ua,Pemax,'k','LineWidth',2);title('汽车功率平衡图')xlabel('ua(km/h)');ylabel('P/kw');text(10, 48,'档位1','HorizontalAlignment', 'right');text(38, 48,'档位2','HorizontalAlignment', 'right');text(54, 43.5,'档位3','HorizontalAlignment', 'right');text(66, 35.5,'档位4','HorizontalAlignment', 'right');text(66, 28,'档位5','HorizontalAlignment', 'right');text(54, 57,'Pemax','HorizontalAlignment', 'right');text(99, 57,'(Pf+Pw)/nt','HorizontalAlignment', 'right');画出图形如下：3）由于滚动阻力系数为常数,用MATLAB画图命令可知:x =0:0.001:1plot(x,0.013)axis([0,1,0,0.05])title('滚动阻力系数与驱动力系数')xlabel('驱动力系数');ylabel('f')4）汽车最高车速分析:由"汽车驱动力--行驶阻力平衡图"可知:汽车在处于5档时,Ft5 曲线与Ff+Fw曲线的交点便是Umax.根据这个原理,利用MATLAB编写程序解得Ft5=Ff+Fw,从而求的Umax:计算程序如下:%5d档变速器传动比ig5=0.793;%主减速器传动比i0=5.83;%车轮半径r=0.367;%传动系机械效率h=0.85;%空气阻力系数*迎风面积cda=2.77;%汽车动力Ft=(-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4)*ig5*i0*h/r;%汽车行驶阻力f=cda*ua*ua/21.15+494.3;format shorty=sym('((-19.313+295.27*c-165.44*c^2+40.874*c^3-3.8445*c^4)*0.793*5.83*0.85/0.367) -(2.77*((0.377*0.367*1000*c)/(0.793*5.83))^2/21.15+494.3)')c=solve(y)ua=(0.377*0.367*1000*c)/(0.793*5.83)解得:ua=99.08 故 Umax=99.08km/h5）汽车最大爬坡度及对应的附着率分析:由汽车的爬坡度曲线分析可知汽车在1档的时候有最大的爬坡度.因为:汽车在一档的驱动力为:Ft1=Ttq*ig1*i0*h/r=75.075*Ttq=-1449.9.+5193.38*ua-681.72*ua^2+39.46*ua^3-0.87*ua^4 行使阻力为: f=Ff+Fw=m*g*f+1/2*CdA*P*Ur^2=1.698*ua^2+494.3①利用MATLAB编写计算程序如下:%1d档变速器传动比ig1=5.56;%主减速器传动比i0=5.83;%车轮半径r=0.367;%传动系机械效率h=0.85;%空气阻力系数*迎风面积cda=2.77;%汽车动力Ft=(-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4)*ig5*i0*h/r;%汽车行驶阻力f=cda*ua*ua/21.15+494.3;a=sym('asin((-1944.23+5193.38*ua-683.42*ua^2+39.46*ua^3-.87*ua^4)/(3880*9.8))')i=tan(a)uamax=solve(diff(i))syms uaamax=subs(a,ua,uamax(1))imax=tan(amax)imax=subs(imax,amax,amax)求得: imax =0.35由于该车为后轮驱动,而上坡时可忽略空气阻力,滚动阻力和加速阻力,于是可得:C=imax/(a/L+hg*imax/L)=0.3485/(1.947/3.2+0.9*0.3485/3.2)=0.48故克服最大爬坡度所对应的附着率为0.48②利用MATLAB编写画图程序如下:nmin=600;%发动机的最低速度nmax=4000;%发动机最高速度n=nmin:1:nmax;%发动机转速变化向量me=2000;%汽车的装载质量m0=1880;%汽车的整车整备质量ma=3880;%汽车的总质量g=9.81;%重力加速度r=0.367;%汽车车轮半径nt=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CdA=2.77;%空气阻力系数X迎风面积i0=5.83;%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;%二前轮转动惯量Iw2=3.598;%四后轮转动惯量ig1=5.56;%变速器一档传动比ig2=2.769;%变速器二档传动比ig3=1.644;%变速器三档传动比ig4=1;%变速器四档传动比ig5=0.793;%变速器五档传动比L=3.2;e=1.947;hg=0.9;%发动机使用外特性曲线公式Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000). ^4;%绘制变速器处于一档时汽车的驱动力曲线G=ma*g;Ff=G*f;ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);%此时发动机转速对应的车速Ft1=Ttq*ig1*i0*nt/r;%汽车驱动力的计算F1=Ft1/G/sqrt(f*f+1);d=asin(F1);p=atan(f);y=d-p;i=tan(y);imax=max(i);Cq2=tan(y)*L/(e+hg*tan(y))+f;plot(ua1,imax);%绘制曲线命令hold on;plot(ua1,Cq2);title('汽车最大爬坡度及相应的附着率图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('imax及相应的附着率Cq2');gtext('imax=0.35','HorizontalAlignment', 'right');gtext('Cq2=0.48','HorizontalAlignment', 'right'); axis([0,20,0.1,0.6]);③画出图形如下：附着率分析:1)汽车处于五档高速行驶时的附着率分析：①利用MATLAB编写画图程序如下:ma=3880;%汽车的总质量g=9.81;%重力加速度r=0.367;%汽车车轮半径nt=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CdA=2.77;%空气阻力系数X迎风面积i0=5.83;%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;%二前轮转动惯量Iw2=3.598;%四后轮转动惯量L=3.2;e=1.947;hg=0.9;G=ma*g;Ff=G*f;ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793];Cr1=0;for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩s(j)=1+(Iw1+Iw2)/(ma*r.^2)+(If*ig(j).^2*i0.^2*nt)/(ma*r.^2); %汽车旋转质量换算系数C1(j,n)=(e*G/L)*f+CdA*ua(j,n)*ua(j,n)/21.15;C2(j,n)=e*G/L-2.8296*Cr1*ua(j,n)*ua(j,n);Cq2(j,n)=C1(j,n)/C2(j,n);endendk=600:100:4000plot(ua(5,k),Cq2(5,k));hold on;Cr2=0.15;for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩s(j)=1+(Iw1+Iw2)/(ma*r.^2)+(If*ig(j).^2*i0.^2*nt)/(ma*r.^2); %汽车旋转质量换算系数C1(j,n)=(e*G/L)*f+CdA*ua(j,n)*ua(j,n)/21.15;C2(j,n)=e*G/L-2.8296*Cr2*ua(j,n)*ua(j,n);Cq2(j,n)=C1(j,n)/C2(j,n);endendk=600:100:4000plot(ua(5,k),Cq2(5,k));Cr3=0.28;for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩s(j)=1+(Iw1+Iw2)/(ma*r.^2)+(If*ig(j).^2*i0.^2*nt)/(ma*r.^2); %汽车旋转质量换算系数C1(j,n)=(e*G/L)*f+CdA*ua(j,n)*ua(j,n)/21.15; C2(j,n)=e*G/L-2.8296*Cr3*ua(j,n)*ua(j,n);Cq2(j,n)=C1(j,n)/C2(j,n);endendk=600:100:4000plot(ua(5,k),Cq2(5,k));title('汽车处于五档高速行驶时的附着率图')xlabel('ua(km/h)');ylabel('Cq2');gtext('Cr=0','HorizontalAlignment', 'right');gtext('Cr=0.15','HorizontalAlignment', 'right'); gtext('Cr=0.28','HorizontalAlignment', 'right'); axis([0,125,0,0.2]);②画出图形如下：2)汽车全力加速行驶时的附着率分析：①利用MATLAB编写画图程序如下:ma=3880;%汽车的总质量g=9.81;%重力加速度r=0.367;%汽车车轮半径nt=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CdA=2.77;%空气阻力系数X迎风面积i0=5.83;%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;%二前轮转动惯量Iw2=3.598;%四后轮转动惯量L=3.2;e=1.947;hg=0.9;G=ma*g;Ff=G*f;ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793];for j=1:5for n=600:100:4000;ua(j,n)=(0.377*r*n)/(ig(j)*i0);c=n/1000;tq=-19.313+295.27*c-165.44*c.^2+40.874*c.^3-3.8445*c.^4; %发动机转矩Ft(j,n)=tq*ig(j)*i0*nt/r; %汽车驱动力Fz(j,n)=CdA*ua(j,n)*ua(j,n)/21.15+Ff; %汽车行驶阻力s(j)=1+(Iw1+Iw2)/(ma*r.^2)+(If*ig(j).^2*i0.^2*nt)/(ma*r.^2); %汽车旋转质量换算系数a(j,n)=(Ft(j,n)-Fz(j,n))/(s(j)*ma) %汽车加速度O(j,n)=asin((Ft(j,n)-Fz(j,n))/(ma*g)); %坡度角i(j,n)=tan(O(j,n)); %坡度值C1(j,n)=L*a(j,n);C2(j,n)=e*g+hg*a(j,n);Cq2(j,n)=C1(j,n)/C2(j,n);endendk=600:100:4000plot(ua(1,k),Cq2(1,k));hold on;plot(ua(2,k),Cq2(2,k),ua(3,k),Cq2(3,k),ua(4,k),Cq2(4,k),ua(5,k),Cq2(5,k));ua=0:0.1:115;q=0.6;plot(ua,q);title('汽车全力加速行驶时的附着率图')xlabel('ua(km/h)');ylabel('Cq2');text(12, 0.28,'1','HorizontalAlignment', 'right');text(23, 0.2,'2','HorizontalAlignment', 'right');text(40, 0.15,'3','HorizontalAlignment', 'right');text(60, 0.07,'4','HorizontalAlignment', 'right');text(60, 0.02,'5','HorizontalAlignment', 'right');text(55, 0.62,'q','HorizontalAlignment', 'right');axis([0,120,0,0.7]);②画出图形如下：③结果分析:由“汽车全力加速行驶时的附着率图”可知，汽车驱动轮的附着率Cq2<=q,其中q为汽车的附着系数，其值为0.6。
汽车理论课后习题Matlab程序
汽车理论课后习题Matlab程序1.3 确定⼀轻型货车的动⼒性能（货车可装⽤4挡或5挡变速器，任选其中的⼀种进⾏整车性能计算）：1）绘制汽车驱动⼒与⾏驶阻⼒平衡图。
2）求汽车最⾼车速，最⼤爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车⾏驶加速度倒数曲线，⽤图解积分法求汽车⽤2档起步加速⾏驶⾄70km/h 的车速－时间曲线，或者⽤计算机求汽车⽤2档起步加速⾏驶⾄70km/h 的加速时间。
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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中，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n min =600r/min,最⾼转速n max =4000r/min 。
装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率ηt =0.85 滚动阻⼒系数 f =0.013空⽓阻⼒系数×迎风⾯积 C D A =2.77m 2 主减速器传动⽐ i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg?m 2 ⼆前轮转动惯量 Iw1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg?m 2变速器传动⽐ig(数据如下表)轴距L=3.2m质⼼⾄前轴距离（满载）a=1.974m质⼼⾼（满载）hg=0.9m解：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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3 .8445*(n/1000).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;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]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最⾼车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最⾼车速=99.3006km/h(2)求汽车最⼤爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3 .8445*(n/1000).^4; m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最⼤爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最⼤爬坡度=35.2197%(3)求最⼤爬坡度相应的附着率和求汽车⾏驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3 .8445*(n/1000).^4; m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta3=1+ (Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最⼤爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最⼤爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua; Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3. 8445*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3. 8445*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3. 8445*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3. 8445*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginput ans =25.8223 70.0737 25.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速⾏驶⾄70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装⽤汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论习题Matlab程序文件
1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选 其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+- 式中，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n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。
装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880kg车轮半径 0.367m传动系机械效率 ηt =0.85滚动阻力系数 f =0.013空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2主减速器传动比 i 0=5.83飞轮转动惯量 I f =0.218kg•m 2二前轮转动惯量 I w1=1.798kg•m 2四后轮转动惯量 I w2=3.598kg•m 2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距L=3.2m质心至前轴距离（满载）a=1.974m质心高（满载）hg=0.9m解：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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;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]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;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;Ft5=Tq*ig(5)*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;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4)>>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
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《汽车理论》习题一、确定一轻型货车的动力性能。
1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；2）求汽车最高车速与最大爬坡度；3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线；用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h所需的加速时间。
已知数据略。
（参见《汽车理论》第一章习题）解题程序如下:用Matlab语言m1=2000; m2=1800; mz=3880;g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; i0=5.83;If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; #输入已知参数Iw=2*Iw1+4*Iw2;for i=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;end #从600~4000rpm油拟合公式计算发动机转距for j=1:5for i=1:69Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f;endend #计算各档位下的驱动力和行驶阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)'); #作汽车驱动力与行驶阻力平衡图for k=1:175n1(k)=3300+k*0.1;Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000)-165.44*(n1(k)/1000)^2+40.874*(n1(k)/1000)^33.8445*(n1(k)/1000)^4;Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;ua(k)=0.377*r*n1(k)/(ig(5)*i0);Fz(k)=CdA*ua(k)^2/21.15+mz*g*f;E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));end #从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到for k=1:175 #驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处)if(E(k)==min(E)) #通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近)disp('汽车最高车速=');disp(ua(k));disp('km/h');end #输出结果endfor p=1:150 #从2000rpm开始以0.5为步长搜索找驱动力n2(p)=2000+p*0.5; #与行驶阻力之差最大点(Ⅰ档处)Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000)-165.44*(n2(p)/1000)^2+40.874*(n2(p)/1000) ^3-3.8445*(n2(p)/1000)^4;Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*i0*nT/r;ua(p)=0.377*r*n2(p)/(ig(1)*i0);Fz(p)=CdA*ua(p)^2/21.15+mz*g*f;af(p)=asin((Ft(p)-Fz(p))/(mz*g));end #通过其他检验程序可估计出该点大致位置(2000rpm附近)for p=1:150if(af(p)==max(af))i=tan(af(p));disp('汽车最大爬坡度=');disp(i);endendfor i=1:69 #开始计算绘制加速度倒数曲线所需数据n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;endfor j=1:5for i=1:69deta=1+Iw/(mz*r^2)+If*ig(j)^2*i0^2*nT/(mz*r^2);ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r-CdA*ua(i,j)^2/21.15-mz*g*f)/(deta*mz);if(a(i,j)<=0)a(i,j)=a(i-1,j);endif(a(i,j)>0.05) #剔除加速度值小于0.05的数据b1(i,j)=a(i,j);u1(i,j)=ua(i,j);elseb1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);endb(i,j)=1/b1(i,j);endendx1=u1(:,1);y1=b(:,1);x2=u1(:,2);y2=b(:,2);x3=u1(:,3);y3=b(:,3);x4=u1(:,4);y4=b(:,4);x5=u1(:,5);y5=b(:,5);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);title('加速度倒数曲线');axis([0 120 0 30]);xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/aj'); #作加速度倒数曲线for i=1:69 #从作出的加速度倒数曲线知,各档之间无交点A=ua(i,3)-ua(69,2); #因此换档时刻按低档最高转速对应的车速计if (A<1&A>0)j=i;endB=ua(i,4)-ua(69,3);if(B<2&B>0)k=i;endif(ua(i,4)<=70)m=i;endend #以上是计算三个换档时刻t=ua(1,2)*b(1,2); #开始计算加速时间,这里是以二档起步得到的原始时间for p1=2:69t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1-1,2))*0.5;t=t+t1(p1);end #为减小计算误差,采用梯形算法累加,以下均是for p2=j:69t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;t=t+t2(p2);endfor p3=k:mt3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3-1,4))*0.5;t=t+t3(p3);endt=t+(ua(j,3)-ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4)-ua(69,3))*b(69,3)+(70-ua(m,4))*b(m,4); #加上了换档处未计算的那部分时间tz=t/3.6; #换算单位disp('加速时间=');disp(tz);disp('s'); #输出计算结果计算结果及图形：汽车最高车速=99.0679km/h汽车最大爬坡度=0.3518加速时间=29.0585s二、计算与绘制题1 中货车的1）汽车功率平衡图；2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
已知数据略。
（参见《汽车理论》二版P238页，习题第二章第一题）解题程序如下:用Matlab语言m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81;r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598;n1=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];Iw=2*Iw1+4*Iw2;nd=400; Qid=0.299; #输入已知参数for j=1:5for i=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;Pe(i)=n(i)*Ttq(i)/9549;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Pz(i,j)=(mz*g*f*ua(i,j)/3600.+CdA*ua(i,j)^3/76140.)/nT;endend #计算各档功率机阻力功率plot(ua,Pe,ua,Pz);title('功率平衡图)');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Pe,Pz(kw)'); #作功率平衡图for j=1:5for i=1:8Td(i)=-19.313+295.27*(n1(i)/1000.0)-165.44*(n1(i)/1000.0)^2+40.874*(n1(i)/10 00.0)^3-3.8445*(n1(i)/1000.0)^4;Pd(i)=n1(i)*Td(i)/9549;u(i,j)=0.377*n1(i)*r/(ig(j)*i0);endend #计算在给定转速下的发动机功率b(1)=0.17768*Pd(1)^4-5.8629*Pd(1)^3+72.379*Pd(1)^2-416.46*Pd(1)+1326.8;b(2)=0.043072*Pd(2)^4-2.0553*Pd(2)^3+36.657*Pd(2)^2-303.98*Pd(2)+1354.7;b(3)=0.0068164*Pd(3)^4-0.51184*Pd(3)^3+14.524*Pd(3)^2-189.75*Pd(3)+1284.4;b(4)=0.0018555*Pd(4)^4-0.18517*Pd(4)^3+7.0035*Pd(4)^2-121.59*Pd(4)+1122.9;b(5)=0.00068906*Pd(5)^4-0.091077*Pd(5)^3+4.4763*Pd(5)^2-98.893*Pd(5)+1141.0; b(6)=0.00035032*Pd(6)^4-0.05138*Pd(6)^3+2.8593*Pd(6)^2-73.714*Pd(6)+1051.2; b(7)=0.00028230*Pd(7)^4-0.047449*Pd(7)^3+2.9788*Pd(7)^2-84.478*Pd(7)+1233.9; b(8)=-0.000038568*Pd(8)^40.00075215*Pd(8)^3+0.71113*Pd(8)^245.291*Pd(8)+1129.7; #计算在给定转速下的燃油消耗率u1=u(:,1)';u2=u(:,2)';u3=u(:,3)';u4=u(:,4)';u5=u(:,5)';B1=polyfit(u1,b,3);B2=polyfit(u2,b,3);B3=polyfit(u3,b,3);B4=polyfit(u4,b,3);B5=polyfit(u5,b,3); #根据计算得到的每档8个点拟合五条b~ua曲线for q=1:69bh(q,1)=polyval(B1,ua(q,1));bh(q,2)=polyval(B2,ua(q,2));bh(q,3)=polyval(B3,ua(q,3));bh(q,4)=polyval(B4,ua(q,4));bh(q,5)=polyval(B5,ua(q,5));end #插值计算各档在对应转速下的燃油消耗率for i=1:5for q=1:69Q(q,i)=Pz(q,i)*bh(q,i)/(1.02*ua(q,i)*7.05); #燃油的重度取为7.05N/L end #计算各档的百公里油耗endplot(ua(:,4),Q(:,4),ua(:,5),Q(:,5));title('4档5档等速百公里油耗图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Qs(L/100km)'); #作4档5档等速百公里油耗图。