汽车整体动力性MATLAB仿真计算.ppt

在汽车整体的动力性模拟计算中，汽车的动力性是指汽车在良好的路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的，能够达到的平均行驶速度。 动力性也是汽车各种性能中最基本和最重要的性能。 2、汽车动力性、汽车动力性评价指标有最高车速、加速时间、最大爬坡度等，相应的试验内容有最高车速试验、汽车起步连续换档加速时间和超越加速时间试验和汽车最大爬坡度试验。 另外，按照我国标准，动力性评价试验都是满载进行的。 3、根据动力性评价指标、动力性数学模型的建立、汽车驱动力和行驶阻力的平衡关系建立了汽车行驶方程式，可以计算汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度。 其中，行驶阻力是滚动阻力Ff、空气阻力Fw、梯度阻力Fi、加速阻力Fj。 汽车行驶方程式：将行驶方程式具体化为：4，最高车速的理论计算，汽车的最高车速是指在水平好的路面上汽车能达到的最高行驶车速。 此时，由于汽车加速度和道路坡度都为0，因此汽车的行驶方程式为：5，5，Ttq成为发动机扭矩的ig-变速器的变速比，I0-主减速机的齿轮比t-传动系统的机械效率。 6、最高车速的理论计算，另外，发动机转速n和汽车车速ua之间有以下的关系：发动机扭矩Ttq和转速n的关系总是用多项式记述：式中，系数a0、a1、a2.ak通过最小二乘法决定的拟合次数k根据特性曲线将以上公式组合起来，可以将行驶方程式变成以车速为变量的一维高次函数：7、最高车速的理论计算、8、最高车速的理论计算，发动机转速在怠速和最高转速之间变化，变速器处于最高位时，可以解该函数的极值。 其中极大值是汽车的最高车速。 很明显，次数k越高，计算就越复杂。 为了直观地表现汽车各换挡行驶时的受力状况及其平衡关系，可以用图示方式表现汽车的行驶方程式，即，将不同换挡的驱动力与滚动阻力和重叠了空气阻力的行驶阻力一起绘制在同一坐标系上。 这样，汽车的最高车速可以在图中的直接段的驱动力曲线和行驶阻力曲线的交点处得到。 9、输出扭矩的模拟计算，使用国产的小型轿车进行模拟计算，发动机输出扭矩特性通过架台试验得到，其发动机特性的具体参数如下表1所示：发动机排放量为1096mL，最大扭矩为87n.m (30003000 转速范围为8005400r/min，满载总质量约970kg车轮的滚动半径为0.272m，传动系统的机械效率为0.9，空气阻力系数为0.3，上风面积为2.3m2，滚动阻力系数为0.012，变速器变速比ig=(3.416，1.894，1.280表1根据引擎外特性的具体参数、m文件和上述理论公式创建m文件，具体步骤如下： 10、clear all clcn= 15003336503365055 ； %转速范围t= 78.59，83.04，85.01，86.63，87.09，85.87，84.67，82.50，80.54 ； 对应%的各扭矩dt=polyfit(n，t，4) %对发动机的输出扭矩特性进行多项式拟合，次数为4 n1=1000336003365055的t=polyval(dt， n1 )图形(1)打印(n1、t、n、t、x )、栅格%为发动机输出扭矩特性title (发动机外特性)、m文件、汽车驱动力计算，具体程序如下： 11，G=970*9.8； 完成车的重力/nig=3. 4161.8941.280.9140.757 ； k=1:5； %5位移r=0.272； i0=4.388； eta=0.9； %传动效率ngk=800； ngm=5400； ugk=0.377.*r.*ngk./(ig(k).*i0； %1速发动机每800rpm的最低行驶速度ukm=0.377.*r.*ngm./(ig(k).*i0； %1速发动机每5400rpm的最低行驶速度fork=1:5 u=ugk (k ) : ukm (k ) n=ig (k ) * i0 * u/r/0.377； t=多边形(dt，n) Ft=t*ig(k)*i0*eta/r； figure(2)plot(u，Ft)holdon，gridon%保证每个循环的图形显示end，m文件，行驶阻力计算，具体步骤如下： 12，f0=0.009； f1=0.002； f4=0.0003； %3人都是轿车滚动阻力系数Cd=0.3空气阻力系数Cd，输入0.3A=2.3； %逆风面积A=，输入2.3u=033365:60； f=f0 f1*(u/100) f4*(u/100).4； Ff=G*f； %计算滚动阻力Fw=Cd*A*u.2/21.15； 计算%空气阻力F=Ff Fw的title (驱动力-电阻图(5速变速比为3.4161.8941.280.9140.757 ) plot (u，f，mo-)用gridonholdon、m文件、图式解法求出最高车速，具体的步骤如下k=5； n=ig(k)*i0*u/r/0.377； t=多边形(dt，n) Ft=t*ig(k)*i0*eta/r； f=f0 f1*(u/100) f4*(u/100).4； Ff=G*f； %计算滚动阻力Fw=Cd*A*u.2./21.15； 计算%空气阻力F=Ff Fw的ifabs(Ft-F)1； 如果%驱动力与行驶阻力之差小于1N，则近似理论最高车速umax=u的breakenddisp(=汽车动力性能模拟计算结果=)disp (驱动力-行驶阻力平衡图和最高车速) fprintf(汽车理论最高车速(驱动力与行驶阻力曲线的交点) Vmax=%3.3fkm/hn，umax )模拟计算结果显示，运行程序可以得到以下结果： 14，15，输出，汽车行驶时，其驱动力和行驶阻力平衡，发动机输出和汽车行驶阻力也平衡。 每次汽车行驶，发动机的电力总是等于机械的传动损失和全运动所消耗的电力。 汽车的发动机功率可以通过发动机支架试验得到。 在进行电力需求的计算的情况下，一般仅考虑滚动阻力功率和空气阻力功率，两个阻力功率分别是车速u的一次函数，在MATLAB中能够容易地计算并图示它们。 16、输出模拟计算使用尚有国产的小型轿车进行了模拟计算，整车综合性能参数如上。 发动机输出特性可以通过架台试验得到，如下表2所示：与输出扭矩同样，输出和发动机转速的关系也可以用MATLAB提供的多项式进行曲线拟合，非常实用简便，能满足工程设计的需要。根据表2引擎输出特性、m文件和上述理论公式创建m文件，具体步骤如下： 17、clear all clcn= 15003336503365055 ； %转速范围p= 10.613.417.621.825.227.531.335.431.6 ； 对应%的各输出功率dp=polyfit(n，p， 4) %对发动机的输出进行多项式拟合， 次数为4 n1=1000336053525253525352535253525352525252525352525253525252525352525252535252535252535253 n1 )图形(3)打印(n1，p，-x )，栅格%为发动机输出扭矩特性title (发动机外特性(功率)，m文件，汽车驱动力计算，具体程序如下： 18，G=970*9.8； 完成车的重力/nig=3. 4161.8941.280.9140.757 ； r=0.272； i0=4.388； eta=0.9； %传动效率k=1:5； %5位移ngk=800 ngm=5400； ugk=0.377.*r.*ngk./(ig(k).*i0； %1速发动机每800rpm的最低行驶速度ukm=0.377.*r.*ngm./(ig(k).*i0； 计算每%1速发动机5400rpm的最低行驶速度F0=0.009 f1=0.002； f4=0.0003； %3人都是轿车滚动阻力系数Cd=0.3空气阻力系数Cd，输入0.3A=2.3； %上风面积a、输入2.3、m文件、引擎输出计算、具体步骤如下： 19、fork=1:5u=ugk(k):ukm(k )； n=ig(k)*i0*u/r/0.377； pe=polyval(dp，n) figure(4)plot(u，pe)holdon、gridon%保证每次循环的图形保持end、m文件、引擎阻力计算，具体步骤如下： 20，u=1033330 f=f0 f1*(u/100) f4*(u/100).4； Pf=G*f.*u/3600； %计算滚动功率Pw=Cd*A*u.3/76140； 使用计算%空气阻力功率p=(Pf Pw)/eta的title (功率平衡图(5速变速比为3.4161.8941.280.9140.757 ) plot (u，p) gridonholdon，m文件，图式解法求出最高车速的具体步骤； k=5； n=ig(k)*i0*u/r/0.377； PE=多边形(DP，n) f=f0 f1*(u/100) f4*(u/