汽车理论课程设计

1、汽车理论课程设计说明书车辆092 祖春胜 学号0901040440第五组目录一、 题目要求2二、 解决过程及获得曲线分析3一、设计题目一3 1.功率转速以及转矩转速图3 2.驱动力行驶阻力平衡图33.动力特性图54.加速度倒数曲线75.加速时间曲线9（1）超车加速时间曲线9（2）原地起步连续换挡加速时间曲线126.动力性评价 13二、设计题目二151.功率转速图以及转矩转速图 152.功率力平衡图 153.最高档以及次高档等速百公里油耗曲线 174.燃油经济性加速时间曲线 185.经济性评价 22三、设计题目三241.绘制.I曲线以及曲线，f、r线组曲线242.利用附着系数曲线与制动效率曲线

2、273.计算制动距离 29三、心得体会31四、参考资料32题目要求1. 设计题目一的要求是确定一轻型货车的动力性能（本组货车装用五档变速器），利用所给数据进行汽车动力性分析与评价。2. 设计题目二的要求是采用题目一中的货车，根据汽油发动机的负荷特性以及万有特性，利用所给数据进行汽车的经济性分析与评价。3. 一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制动系，根据所给的参数以及有关数据进行汽车制动性分析与评价。解决过程与获得曲线分析一、 设计题目一确定一轻型货车的动力性能，进行动力性分析和评价。1.功率转速图以及转矩转速图程序：n=600:100:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/

3、1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %求转矩Pe=Ttq.*n/9550; %求功率plot(n,Pe)hold onplot(n,Ttq)xlabel(n(r/min),ylabel(Pe(Kw)title(itPe-n和Ttq-n)gtext(Pe);gtext(Ttq);2.驱动力行驶阻力平衡图程序clcig1=5.560;ig2=2.769;ig3=1.644;ig4=1.000;ig5=0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=2

4、.900;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598; pg=7.0;m=9590;g=9.8; G=m*g;n=600:10:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %求转矩Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r; %求汽车各档驱动力Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;Ft5=Ttq*ig5*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/(ig1*i

5、0); %求汽车各档对应的车速ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);ua5=0.377*r*n/(ig5*i0);Ff=G*f; %汽车的滚动阻力ua=linspace(0,120,100);Fw=CDA*ua.2/21.15; %汽车的空气阻力F=Ff+Fw; %汽车的滚动阻力与空气阻力之和即行驶阻力plot(ua1,Ft1)hold onplot(ua2,Ft2)hold onplot(ua3,Ft3)hold onplot(ua4,Ft4)hold onplot(ua5,Ft5)hold

6、onplot(ua,F)hold onplot(ua,Ff)xlabel(ua/(km/h),ylabel(F/N)title(it五档汽车驱动力-行驶阻力平衡图)gtext(leftarrowFtfontname隶书)gtext(leftarrowFtfontname隶书)gtext(leftarrowFtfontname隶书)gtext(leftarrowFtfontname隶书)gtext(leftarrowFfontname隶书)gtext(leftarrowFw+Fffontname隶书)gtext(leftarrowFffontname隶书)ua,F=ginput(2)%结果是ua

7、 = 70.8318 %五档时驱动力与行驶阻力的曲线交点对应的车速 85.3497 %四档时驱动力与行驶阻力的曲线交点对应的车速即最高车速F = 1.0e+003 *1.8972 %五档时驱动力与行驶阻力的曲线交点对应力的大小2.1850 %四档时驱动力与行驶阻力的曲线交点对应力的大小图：3.动力特性图程序clcig1=5.560;ig2=2.769;ig3=1.644;ig4=1.000;ig5=0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=2.900;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;

8、pg=7.0;m=9590;g=9.8; G=m*g;n=600:100:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r;%求汽车各档驱动力的大小Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;Ft5=Ttq*ig5*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/(ig1*i0); %求汽车各档速度的大小ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.

9、377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);ua5=0.377*r*n/(ig5*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;ua=linspace(0,120,35);Fw=CDA*ua.2/21.15;D1=(Ft1-Fw1)/G; %汽车各档的动力因素D2=(Ft2-Fw2)/G;D3=(Ft3-Fw3)/G;D4=(Ft4-Fw4)/G;D5=(Ft5-Fw5)/G;f=Fw/G; %滚动

10、阻力系数plot(ua1,D1)hold onplot(ua2,D2)hold onplot(ua3,D3)hold onplot(ua4,D4)hold onplot(ua5,D5)hold onplot(ua,f)xlabel(ua/(km*h-1),ylabel(D)title(it五档动力特性图)gtext(leftarrowDfontname隶书)gtext(leftarrowDfontname隶书)gtext(leftarrowDfontname隶书)gtext(leftarrowDfontname隶书)gtext(leftarrowDfontname隶书)gtext(leftar

11、rowffontname隶书)ua,D=ginput(2)%结果是ua = 81.9816 %五档时动力特性曲线与滚动阻力系数曲线的交点对应的车速 89.1705 %四档时动力特性曲线与滚动阻力系数曲线的交点对应的车速即最高车速D = 0.0102 %五档时动力特性曲线与滚动阻力系数曲线的交点对应的动力因数的大小 0.0111 %四档时动力特性曲线与滚动阻力系数曲线的交点对应的动力因数的大小4.加速度倒数曲线程序clcig1=5.560;ig2=2.769;ig3=1.644;ig4=1.000;ig5=0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.8

12、3; L=3.2;a=2.900;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598; pg=7.0;m=9590;g=9.8; G=m*g;n=600:100:4000;Ttq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %求转矩Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r; %求汽车各档的驱动力Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;Ft5=Ttq*ig5*i0*nT/r;ua1=0.

13、377*r*n/(ig1*i0); %求汽车各档的车速ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);ua5=0.377*r*n/(ig5*i0);F1=G*f+CDA*ua1.2/21.15; %求汽车对应各档的滚动阻力与空气阻力之和即行驶阻力F2=G*f+CDA*ua2.2/21.15;F3=G*f+CDA*ua3.2/21.15;F4=G*f+CDA*ua4.2/21.15;F5=G*f+CDA*ua5.2/21.15;d1=1+(Iw1+Iw2+If*ig12*i02*nT)/(m*r2);%各档

14、对应的汽车旋转质量换算系数d2=1+(Iw1+Iw2+If*ig22*i02*nT)/(m*r2);d3=1+(Iw1+Iw2+If*ig32*i02*nT)/(m*r2);d4=1+(Iw1+Iw2+If*ig42*i02*nT)/(m*r2);d5=1+(Iw1+Iw2+If*ig52*i02*nT)/(m*r2);b1=d1*m./(Ft1-F1); %各档对应加速度的倒数b2=d2*m./(Ft2-F2);b3=d3*m./(Ft3-F3);b4=d4*m./(Ft4-F4);b5=d5*m./(Ft5-F5);plot(ua1,b1)hold onplot(ua2,b2)hold o

15、nplot(ua3,b3)hold onplot(ua4,b4)hold onplot(ua5,b5)axis(0 100 -100 100); %坐标的范围title(it五档汽车加速度倒数曲线)xlabel(ua/(km/h),ylabel(1/a)gtext(leftarrow1/a1fontname隶书)gtext(leftarrow1/a2fontname隶书)gtext(leftarrow1/a3fontname隶书)gtext(leftarrow1/a4fontname隶书)gtext(leftarrow1/a5fontname隶书)5.加速时间曲线1）超车加速时间曲线程序cle

16、ar nT=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=2.900;hg=0.9;m=9590;g=9.8;k=200;G=m*g;ig(1)=5.56;ig(2)=2.769;ig(3)=1.644;ig(4)=1.00;ig(5)=0.793;nmin=600;nmax=4000; n=linspace(nmin,nmax,k);%在最大转速和最小转速之间采样，得出200个等差数列的转速采样点for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)

17、2*i02*nT)/(m*r2);%各档对应的旋转质量换算系数endTq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %转矩for i=1:5 ua(i,:)=0.377*n.*r/(ig(i)*i0); %各档对应的车速endfor i=1:5 Ft(i,:)=Tq.*ig(i)*i0*nT/r; %各档对应的驱动力enduua=linspace(0,120,k);Fw=CDA*uua.2/21.15; %空气阻力F=CDA*uua.2/21.15+G*f; %空气阻力与滚动阻力

18、之和即为行驶阻力for i=1:5 for j=1:200 a(i,j)=(Ft(i,j)-F(j)/(deta(i)*m);%汽车各档的加速度 endenda_re=1./a;%加速度取倒数j=1;while ua(4,j)40 %4档的车速在40Km/h以下 j=j+1;endm1=j;j=1;while ua(4,j)53 %5档的车速在53Km/h以下 j=j+1;endm2=j;j=1;while ua(5,j)53 %五档的车速在53Km/h以下 j=j+1;endm3=j;j=1;while ua(5,j)80 %五档的车速在80Km/h以下 j=j+1;endm4=j;for

19、i=1:(m2-m1) Ts(i)=(ua(4,m1+i)-ua(4,m1+i-1)/3.6/a(4,m1+i-1);endt(1)=Ts(1);for i=1:(m2-m1-1) t(i+1)=t(i)+Ts(i+1); %4档速度从40Km/h到53Km/h的加速时间endfor i=1:(m4-m3) Ts(m2-m1+i)=(ua(5,m3+i)-ua(5,m3+i-1)/3.6/a(5,m3+i-1);endfor i=1:(m4-m3) t(m2-m1+i)=t(m2-m1+i-1)+Ts(m2-m1+i);%五档车速从53Km/h到80Km/h的加速时间以及四档从40km/h到5

20、3Km/h的加速时间累计endfigureplot(t,horzcat(ua(4,m1:m2-1),ua(5,m3:m4-1)axis(0,250,35,75)title(汽车超车时车速时间曲线图)xlabel(t/s)ylabel(ua/(Km/h)t,ua=ginput(1)%结果是：t = 216.8779 %汽车由4档40Km/h加速到53Km/h时换挡进入5档加速至70Km/h的加速时间ua = 70.1462 %车速为70Km/h2）原地起步连续换挡加速时间曲线程序：clear nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218; I

21、w1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=2.900;hg=0.9;m=9590;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=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2); %各档的旋转质量换算系数end ua=0:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0

22、*ua;delta=0*ua; Ff=G*f; %滚动阻力Fw=CDA*ua.2/21.15; %空气阻力for i=1:N k=i; if ua(i)=u2(1) n=ua(i)*(ig(1)*i0/r)/0.377; %不同的车速对应的转速Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %转矩Ft=Tq*ig(1)*i0*nT/r; %驱动力inv_a(i)=(deta(1)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); %加速度的倒数delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6

23、; %车速变化0.01km/h所需的加速时间elseif 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*

24、(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)max(ua(2,:)&ua(3,j1)max(ua(3,:)&ua(4,j1)max(ua(4,:)&ua(5,j1)=70temp4(1,n3)=ua(5,j1)/3.6; temp4(2,n3)=1./a(5,j1); n3=n3+1; end end y=temp1(1,

25、1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:)+qiuji(temp2(1,:),temp2(2,:)+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:)+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:);end%(2)车速function ua=chesu(n,r,ig,i0); %由转速计算车速 ua=0.377*r.*n/(ig*i0); end%（3）转速function n=zhuansu(ua,r,ig,i0); %求转速 n=ig*i0.*ua./(0.377*r);end%(4)转矩 function y=zhuanju(n); %

26、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%(5)驱动力function y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驱动力函数 y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r; end %(6)积分函数 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 % figu

27、re;plot(x,y); p=trapz(x,y) ; end %(7) %求不同i0下的六工况油耗 function 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=5.56,2.769,1.644,1.00,0.793;r=0.367;m=9590;g=9.8;s=1075;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;%i0=5.83; G=m*g;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598; %汽车的基本参数设定 n0=815 1207 1614 20

28、12 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=

29、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); ua5=0.377*r.*n./(i0*ig(5); %求出发动机转速范围内对应的五档车速 F5=f*G+CDA*(ua5.2)/21.15; %求出滚动

30、阻力和空气阻力的和 P_fw5=F5.*ua5./(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 b5(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw5(i)+B2(i)*(P_fw5(i)2+B3(i)*(P_fw5(i)3+B4(i)*(P_fw5(i)4; end pg=7.0; %汽油的重度取7.0N/L ua5_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 b5_m=spline(ua5,b5,ua5_m); %插值得出对应速度的燃油消耗率 F5_m=f*G+CDA*(ua5_m

31、.2)/21.15; %车速对应的阻力 P_fw5_m=F5_m.*ua5_m./(yita*3.6*1000); %发动机功率 Q5_m=P_fw5_m.*b5_m.*s_m./(102.*ua5_m.*pg) ; Q5_a1=jiasu(40,25,ig(5),0.25,ua5,i0); Q5_a2=jiasu(50,40,ig(5),0.2,ua5,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 Q5all=(sum(Q5_m)+Q5_a1+Q5_a2+Q_i)*100/s; %五档行驶时六工况百公里燃油消耗量 b=Q

32、5all; end%(8)加速阶段处理函数 function q=jiasu(umax,umin,ig,a,ua0,i0); global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n; %i0 ; ua1=umin:1:umax; %把速度范围以1km/h为间隔进行划分 delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig2*i02*yita)/(m*r2); P0=(G*f.*ua0./3600+CDA.*ua0.3/76140+(delta*m.*ua0/3600)*a)/yita; P=(G*f.*ua1/3600+CDA.*ua1.3/76140+(delta*m.*ua1/3600)*a)/yita; dt=1/(3.6*a) ; %速度