汽车运用工程-汽车动力性的应用

汽车运用工程大作业

1汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因素－加速时间和加速距离）

已知：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、

滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前

轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高

度。

发动机外特性Tq=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a2(n/c)3+a3(n/c)4

2) 求汽车的最高车速、最大爬坡度；

3) 绘制加速度倒数曲线

4) 用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线

5) 图解手工或编程绘制II 档起步，加速至70km/h 的车速－时间曲线以及距离－时间曲线。

解: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=a+a1(n/c)+a2(n/c)*(n/c)+a3(n/c)*(n/c)*(n/c)+a4(n/c)*(n/c)*(n/c)*(n/c) 式中，Tq 为发动机转矩（N•m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 0

377

.0i i n r u gi e

k ai ⨯⨯= （ km/h ） 其中：k r 为车轮滚动半径，m; 汽车的牵引力：

错误!未指定书签。 t k

gi a tq a ti r i i u T u F η⨯⨯⨯=0

)()( （ N ）汽车的

空气阻力：

15

.212

a

d w u A C F ⨯⨯= （ N ）

其中：d C 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积，m 2。 汽车的滚动阻力：

f G F a f ⨯= （ N ）

其中：a G ＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和r F ：

w f r F F F += （ N ）

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： 五档车程序如下 n=[600:10:4000];

Tq=-19.3+296*(n/1000)-165*(n/1000).^2+40.9*(n/1000).^3-3.85*(n/1000).^4; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000; G=m*g;

ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83];nT=0.8924;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83; L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60; 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

=124km/h

四档车程序如下：

q=-19.3+296*(n/1000)-165*(n/1000).^2+40.9*(n/1000).^3-3.85*(n/1000).^4; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;

G=m*g;

ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;

L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;

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;

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;

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,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('Ff+Fw');

zoom on;

[x,y]=ginput(1);

zoom off;

Tq=-19.3+296*(n/1000)-165*(n/1000).^2+40.9*(n/1000).^3-3.85*(n/1000).^4; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;

G=m*g;

ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;

L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60;

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;

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;

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,ua,Fz);