汽车理论大作业.doc

汽车理论大作业说明书姓名：XX班级：XXXX学号：XXXXXXX一: 确定一轻型货车的动力性能 1.1 问题重述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）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制pen和Ttqn的曲线。2）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。3）绘制动力特性图。4）绘制加速度倒数曲线，5）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和直接换挡加速时间。6）对动力性进行总体评价。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟合公式为式中，Tq为发动机转矩（Nm）;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 t=0.85滚动阻力系数 f=0.013空气阻力系数迎风面积 CDA=2.77m2主减速器传动比 i0=5.83飞轮转动惯量 If=0.218kgm2二前轮转动惯量 Iw1=1.798kgm2四后轮转动惯量 Iw2=3.598kgm2变速器传动比 ig(数据如下表) 档档档档档四档变速器6.093.091.711.00-五档变速器5.562.7691.6441.000.793轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） a=1.974m质心高（满载） hg=0.9m1.2 作业解答：1.2.1 第一问解答（绘制pen和Ttqn的曲线）1.2.2 第二问解答（绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图）取五档 行驶阻力为 ： 由计算机作图有 1.2.3 第三问解答（绘制动力特性图）1.2.4 第四问解答（绘制加速度倒数曲线）绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626 （为动力因素）时， 1.128 由以上关系可由计算机作出图为：1.2.5 第五问解答（绘制加速时间曲线）1.2.6 第六问解答（对动力性进行总体评价）汽车的驱动力-行驶阻力平衡图将汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力叠加后画在驱动力图上清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，从图中可以看出，当车速低于最高车速时，驱动力大于行驶阻力，这样，汽车就可以利用剩下来的驱动力加速或爬坡或牵引挂车。汽车的加速能力可用它在水平良好路面上行驶时，能产生的加速度来评价。由于加速度的数值不易测量，一般画出加速度倒数随速度变化的曲线来求出汽车的加速能力。通过分析以上各曲线可知，该车在低速档是的加速能力和爬坡能力较强，可是在最高档和次高档时的动力性有些不足，可以通过增大发动机功率来提高汽车的动力性能。比如加大空气流量，降低进气阻力。改变进气道形状，增加进气的空气流动速度。采用二次进气，提高容积效率。1.3解题算法说明1.3.1算法说明1 n=600:1:4000;Tq=-19.313+295.27.*n./1000.0-165.44.*n.*n./1000000.0+40.874.*n.*n.*n./1000000000.0-3.8445.*n.*n.*n.*n./1000000000000.0;plot(n,Tq,k);title(使用外特性曲线);xlabel(转速n(r/min);ylabel(扭矩Tq(N*m);n=600:1:4000;Tq=-19.313+295.27.*n./1000.0-165.44.*n.*n./1000000.0+40.874.*n.*n.*n./1000000000.0-3.8445.*n.*n.*n.*n./1000000000000.0;Pe=Tq.*n./9550;plot(n,Pe,k);title(发动机的功率);xlabel(转速n(r/min);ylabel(功率Pe(kw) 1.3.2 算法说明2i0=6.17;ig1=5.56;ig2=2.769;ig3=1.644;ig4=1;ig5=0.793;G=92900;r=0.367;CDA=2.77;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;f=0.013;a=2.9;h=0.9;L=3.2;Ft1=0.85.*Tq.*i0.*ig1./r; Ua1=0.377*r.*n./i0./ig1;Ft2=0.85.*Tq.*i0.*ig2./r; Ua2=0.377*r.*n./i0./ig2;Ft3=0.85.*Tq.*i0.*ig3./r; Ua3=0.377*r.*n./i0./ig3;Ft4=0.85.*Tq.*i0.*ig4./r; Ua4=0.377*r.*n./i0./ig4;Ft5=0.85.*Tq.*i0.*ig5./r; Ua5=0.377*r.*n./i0./ig5;Ff=G*f;Fw1=CDA/21.15.*Ua1.*Ua1;Fw2=CDA/21.15.*Ua2.*Ua2;Fw3=CDA/21.15.*Ua3.*Ua3;Fw4=CDA/21.15.*Ua4.*Ua4;Fw5=CDA/21.15.*Ua5.*Ua5;hold on;figure(2);plot(Ua1,Ft1,k);hold on;plot(Ua2,Ft2,k);hold on;plot(Ua3,Ft3,k);hold on;plot(Ua4,Ft4,k);hold on;plot(Ua5,Ft5,k);hold on;axis(0,110,0,20000);hold on;plot(Ua1,Ff+Fw1,k);hold on;plot(Ua2,Ff+Fw2,k);hold on;plot(Ua3,Ff+Fw3,k);hold on;plot(Ua4,Ff+Fw4,k);hold on;plot(Ua5,Ff+Fw5,k);hold on;title(第六组驱动力行驶阻力平衡图);xlabel(车速Ua(km/h);ylabel(力F(N);hold on;开始输入原始数据输入驱动力与转矩函数；车速与转速函数；空气阻力与车速函数代入数据，绘制驱动力与车速曲线绘制行驶阻力与车速曲结束1.3.3 算法说明3n=600:10:4500;Tq=-19.31+296.00*(n/1000)-165.00*(n/1000).2+40.904*(n/1000).3-3.85*(n/1000).4;m=9290;g=9.8;nmin=500;nmax=4500;G=m*g;ig=3.55 2.77 1.65 1.00 0.83;nT=0.8728;r=0.37;f=0.0092;CDA=2.6;i0=6.17;L=3.40;L1=2.9;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;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;f0=0.0087;f1=0.00026;f4=0.00070;f=f0+f1*(ua/100)+f4*(ua/100).4;D1=(Ft1-Fw1)/G;D2=(Ft2-Fw2)/G;D3=(Ft3-Fw3)/G;D4=(Ft4-Fw4)/G;D5=(Ft5-Fw5)/G;plot(ua1,D1,ua2,D2,ua3,D3,ua4,D4,ua5,D5,ua,f);title(第六组汽车动力特性图);xlabel(Ua(km/h);ylabel(D);gtext(),gtext(),gtext(),gtext(),gtext(),gtext(f);输入原始数据Ft=Ff+Fi+Fw+FjFt-FwG=+dugdtD=+dugdt带入数据绘制动力特性图在动力特性图上做滚动阻力系数曲线作图结束1.3.4 算法说明4n=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=4080;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=6.17;L=3.2;a=2.0;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*r2)+(If*ig(1)2*i02*nT)/(m*r2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(2)2*i02*nT)/(m*r2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(3)2*i02*nT)/(m*r2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(4)2*i02*nT)/(m*r2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(5)2*i02*nT)/(m*r2);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);输入各项参数及曲线拟合公式。确定个档位下的驱动力，空气阻力及车速。表示出等效旋转质量，并写出加速度的表达式。绘制加速度倒数的图形。1.3.5 算法说明5clearm=4080;g=9.8; G=m*g;ig=3.55 2.77 1.65 1.00 0.83;nT=0.8728;r=0.37;f=0.0092;CDA=2.6;i0=6.17;L=3.40;L1=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.798;Iw2=3.598nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2);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:N k=i; if ua(i)=u2(2) n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377; Tq=-19.31+296.00*(n/1000)-165.00*(n/1000).2+40.904*(n/1000).3-3.85*(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=-19.31+296.00*(n/1000)-165.00*(n/1000).2+40.904*(n/1000).3-3.85*(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)max(ua(2,:)&ua(3,j1)max(ua(3,:)&ua(4,j1)=70; temp3(1,n2)=ua(4,j1)/3.6; temp3(2,n2)=1./a(4,j1); n2=n2+1; end endy=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:)+qiuji(temp2(1,:),temp2(2,:)+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:);end function ua=chesu(n,r,ig,i0); %由转速计算车速ua=0.377*r.*n/(ig*i0);end function n=zhuansu(ua,r,ig,i0); %求转速n=ig*i0.*ua./(0.377*r);end function y=zhuanju(n); %求转矩函数y=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(n./1000).2+40.874.*(n./1000).3-3.8445.*(n./1000).4; end function y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驱动力函数y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;end function p=qiuji(x0,y0) %求积分函数n0=size(x0);n=n0(2);x=linspace(x0(1),x0(n),200) ; y=spline(x0,y0,x); %插值 % figure;plot(x,y);p=trapz(x,y) ; endfunction b=youhao(i0);global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n %声明全局变量ig=6.09,3.09,1.71,1.00;r=0.367;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;%i0=5.83;G=(4080)*9.8;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=4080; %汽车的基本参数设定n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;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 -2.0553 -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;n=600:1:4000;B0=spline(n0,B00,n);B1=spline(n0,B10,n);B2=spline(n0,B20,n); %使用三次样条插值，保证曲线的光滑连续B3=spline(n0,B30,n);B4=spline(n0,B40,n);ua4=0.377*r.*n./(i0*ig(4); %求出发动机转速范围内对应的III、IV档车速F4=f*G+CDA*(ua4.2)/21.15; %求出滚动阻力和空气阻力的和P_fw4=F4.*ua4./(yita*3.6*1000); %求出阻力功率for i=1:1:3401 %用拟合公式求出各个燃油消耗率b4(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw4(i)+B2(i)*(P_fw4(i)2+B3(i)*(P_fw4(i)3+B4(i)*(P_fw4(i)4;endpg=7.06; %汽油的重度取7.06N/Lua4_m=25,40,50; %匀速阶段的车速s_m=50,250,250; %每段匀速走过的距离b4_m=spline(ua4,b4,ua4_m); %插值得出对应速度的燃油消耗率F4_m=f*G+CDA*(ua4_m.2)/21.15; %车速对应的阻力P_fw4_m=F4_m.*ua4_m./(yita*3.6*1000); %发动机功率Q4_m=P_fw4_m.*b4_m.*s_m./(102.*ua4_m.*pg) ; Q4_a1=jiasu(40,25,ig(4),0.25,ua4,i0);Q4_a2=jiasu(50,40,ig(4),0.2,ua4,i0);Qid=0.299;tid=19.3;s=1075; Q_i=Qid*tid; %求出减速阶段的燃油消耗量 Q4all=(sum(Q4_m)+Q4_a1+Q4_a2+Q_i)*100/s; %IV档六工况百公里燃油消耗量b=Q4all; end开始输入最大与最小转速及原始数据求出滚动阻力和空气阻力的和，转动换算系数，求出加速度拟合公式求各个档位出燃油消耗率结束三: 一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系3.1 问题重述一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数如下：载荷质量（kg）质心高hg/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数空载40800.8453.9502.1000.38满载92901.1703.9502.9500.38利用所给数据进行汽车制动性分析与评价1）根据所提供的数据，绘制：I曲线，f,r曲线2）计算并绘制利用附着系数曲线3）绘制制动效率曲线4）求行驶车速Ua30km/h，在0.80路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间0.02s，制动减速度上升时间0.02s。5）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s，制动系后部管路损坏时汽车的制动距离。3.2 作业解答3.2.1第一问解答（绘制：I曲线，f,r曲线）3.2.2 第二问解答（绘制利用附着系数曲线）前轴利用附着系数为： 后轴利用附着系数为： 空载时：= 故空载时后轮总是先抱死。 由公式 代入数据（作图如下）满载时： =时：前轮先抱死代入数据=（作图如下） 时：后轮先抱死 代入数据=（作图如下）3.2.3 第三问解答（绘制制动效率曲线） 3.2.4 第四问解答（求解制动距离）由图或者计算可得：空载时 制动效率约为0.7因此其最大动减速度 代入公式：=6.57m 由图或者计算可得：满载时 制动效率为0.87 因此其最大动减速度 制动距离 =5.34m3.2.5 第五问解答（管路损坏时汽车的制动距离）A.若制动系前部管路损坏 后轴利用附着系数 后轴制动效率代入数据得：空载时：=0.45满载时：=0.60a)空载时 其最大动减速度 代入公式：=10.09m b)满载时 其最大动减速度 代入公式：=7.63m B若制动系后部管路损坏 前轴利用附着系数 前轴制动效率代入数据 空载时：=0.57 满载时：=0.33a)空载时 其最大动减速度 代入公式：=8.02m b)满载时 其最大动减速度 代入公式：=13.67m3.3解题算法说明3.3.1算法说明1m=9290;hg=1.170;L=3.950;a=2.900;B=0.38;G=m*10;b=L-a;Fu1=0:0.5:80000;Fu2=(sqrt(b*b+4*hg*L.*Fu1./G).*G./hg)-(G*b/hg+2.*Fu1)./2;plot(Fu1./1000,Fu2./1000,rd);hold on;o=0.1;for n=1:10; Fxb1=0:0.5:80000; Fxb2=(L-o.*hg).*Fxb1./(o*hg)-G*b./hg; plot(Fxb1/1000,Fxb2/1000,g);hold on; o=o+0.1;endo=0.1;for n=1:10; Fxb1=0:0.5:80000; Fxb2=(-1*o*hg.*Fxb1)./(L+o.*hg)+o*G*a./(L+o*hg); plot(Fxb1/1000,Fxb2/1000,y);hold on; o=o+0.1;endaxis(0,80,0,45);Fu1=0:0.5:80000;Fu2=(1-B).*Fu1./B;plot(Fu1/1000,Fu2/1000,d:);hold on;title(第六组I曲线，线，f线组，r线组关系);xlabel(前制动器制动力 F