吉林大学汽车理论第一次作业

汽车理论第一次作业

1-3. 确定该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—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 挡起步加速行驶至70km/h 的车速—时间曲线，求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h 的时间。 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 tq T =-19.313+295.27(

1000n )-165.44(1000n )2+40.8747(1000n )3-3.8445(1000

n

)4 式中，q T 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600r/min ，最高转速4000r/min 。 该车的其他基本参数如表 1-3 所示。 表 1-3某轻型货车的基本参数

变速器（4挡和 5挡）的传动比g i 如表 1-4所示。

解：

1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 。 驱动力矩

tq T =-19.313+295.27(

1000n )-165.44(1000n )2+40.8747(1000n )3-3.8445(1000

n )4 主减速器传动比 0i =5.83

车速 Ua=0.377n*r/(g i *i0) 驱动力 Ft=tq T *g i *0i *ηt /r

行驶阻力（不考虑爬坡因素，加速阻力） Ff+Fw=Gf+A C D *Ua^2/21.15 整合以上信息可得

当一档行驶时：g i =5.56时， 2.561≦Ua ≦17.074 当二挡行驶时：g i =2.769时，5.142≦

接下来，用MATLAB 编程进行编程（程序在最后），绘制出图像：

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。

（1）最高车速：

应是驱动力与行驶阻力的等值处，及图中交点处，将图像放大，可测得汽车最高车速。

5

t F

4

t F 3

t F 2

t F 1

t F w f F F

由上图可以看出交点处坐标为（99.07,1780），及汽车的最高车速为99.07km/h。（2）最大爬坡度：

上图为一档驱动力最大时的点坐标为（8.707,13140）。

故当Ua=8.707km/h 时，汽车驱动力最大为13140N 。而当速度在20km/h 以内是，w F 的

变化较小，故认为在Ua=8.707km/h 时，w t F F -最大。 （ w t F F -）max=13140-2.77*2707.8/21.15=13131.07N ax D Im =(w t F F -)/G=13131.07/(3880*9.8)=0.34534

22

2

Im Im max 11arcsin

f f D f D ax ax ++--=α=19.456º

m ax i =tan max α=0.35325

（3）该坡度时附着率：

货车为后轮驱动，则可以用以下公式计算：

q L

h L a q

C g +=

2ϕ q=tan α 得 2ϕC =0.499089 3

）

加

速

度

倒

数

曲

线

（

用

MATLAB

绘

制

）：

书中20页，加速度倒数曲线若两线没有交点，则先按低档行驶到最高速度，再换入高档。

当二挡行驶时：

i=2.769时，5.142≦

g

i=1.664时，34.283≦Ua≦57.74

当三挡行驶时：

g

当四挡行驶时：

i=1.00时，57.74≦Ua≦70

g

利用上述数据MATLAB编程得：加速时间t=25.9958。

附录（用MATLAB编程的程序）

1.驱动力行驶阻力平衡图以及加速度倒数曲线的绘制：

clear;

figure(1);

m=3880; %汽车总质量

r=0.367; %车轮半径

Nt=0.85; %机械传动效率

f=0.013; %滚动阻力系数

CdA=2.77; %空气阻力系数与迎风面积的乘积

i0=5.83; %主减速器传动比

If=0.218; %飞轮转动惯量

Iw=5.396; %车轮转动惯量之和

ig1=5.56;%一档驱动力

Ua1=2.561:0.001:17.074;

n1=i0.*ig1.*Ua1./0.377/0.367;

Ttq1=-19.313+295.27.*(n1/1000)-165.44.*(n1/1000).^2+40.874.*(n1/1000).^3-3.8445 .*(n1/1000).^4;

Ft1=Ttq1.*ig1.*i0.*Nt/r;

ig2=2.769; %二档驱动力

Ua2=5.142:0.001:34.283;

n2=i0.*ig2.*Ua2./0.377/0.367;

Ttq2=-19.313+295.27.*(n2/1000)-165.44.*(n2/1000).^2+40.874.*(n2/1000).^3-3.8445 .*(n2/1000).^4;

Ft2=Ttq2.*ig2.*i0.*Nt/r;

ig3=1.644; %三档驱动力

Ua3=8.661:0.001:57.74; n3=i0.*ig3.*Ua3./0.377/0.367;

Ttq3=-19.313+295.27.*(n3/1000)-165.44.*(n3/1000).^2+40.874.*(n3/1000).^3-3.8445 .*(n3/1000).^4;

Ft3=Ttq3.*ig3.*i0.*Nt/r;

ig4=1.0; %四档驱动力

Ua4=14.239:0.001:94.929;

n4=i0.*ig4.*Ua4./0.377/0.367;

Ttq4=-19.313+295.27.*(n4/1000)-165.44.*(n4/1000).^2+40.874.*(n4/1000).^3-3.8445 .*(n4/1000).^4;

Ft4=Ttq4.*ig4.*i0.*Nt/r;

ig5=0.793; %五档驱动力

Ua5=17.956:0.001:119.709;

n5=i0.*ig5.*Ua5./0.377/0.367;

Ttq5=-19.313+295.27.*(n5/1000)-165.44.*(n5/1000).^2+40.874.*(n5/1000).^3-3.8445 .*(n5/1000).^4;

Ft5=Ttq5.*ig5.*i0.*Nt/r;

Ua6=0:0.001:130; %行驶阻力计算

FfFw=9.81.*m.*f+CdA.*Ua6.^2/21.15;

plot(Ua1,Ft1,Ua2,Ft2,Ua3,Ft3,Ua4,Ft4,Ua5,Ft5,Ua6,FfFw);

xlabel('Ua(km/h)');

ylabel('F(N)');