绘制发动机万有特性图程序

发动机原理三级项目报告--汽油发动机万有特性曲线的测绘绪论:汽车在社会的经济发展和人们的生活中具有重要的地位。

汽车是一种综合性强、技术含量高、批量大的产品它在国民经济、国防建设和人民生活等方面起着十分重要的作用。

汽车的制造和应用是衡量一个国家发达水平的重要标志许多国家把汽车工业作为国民经济的支柱产业。

同时汽车对人类文明也有着重要的影响汽车改变了社会形态和人们的生活影响着人们的学习、工作乃至生活观念、生活方式。

而发动机是将汽油（柴油）的燃烧的内能转换成发动机的动能，发动机将其动能通过变速箱、传动轴等传动机构输送给汽车的驱动轮，它是汽车的动力来源。

发动机于汽车就好比心脏于人。

如果匹配的好，各方面性能都会比较好，如经济型与动力性等，使汽车性能更加完善，更好的服务于人类社会。

而做好匹配的前提是能测量出发动机与不同传动系搭配后的各种性能曲线。

这个项目里我们就来学习测量并绘制摩托车发动机（实验过程中搭配了减速器）的万有特性曲线。

一．概述2.1项目目的及内容：1.了解发动机台架性能实验系统的基本结构.2.掌握发动机试验台架的操作方法及数据的收集与处理.3.测试单缸汽油机的各种性能指标，如：速度特性、负荷特性、万有特性。

4.根据实验所得数据画出所测发动机的外特性曲线，了解外特性曲线的变化规律。

2.2项目要求：在老师的带领下了解实验设备的连接线路，（如水路，油路，电控线路）以及设备本身工作原理，以及设备如何应用。

根据相关要求规则做实验并收集好数据，在学习如何利用数据和计算机软件作图，提高自身多方面技能和视野。

二．总体实验方案3.1实验设备：·电涡流测功机以及配套的·发动机控制仪·数据采集仪·开关量模块·油耗仪·发动机冷却液温度控制系统·发动机机油温度控制系统·发动机燃油温度压力控制系统·发动机中冷温度控制系统·发动机排气背压控制系统外加一台摩托车汽油发动机及连接好的电路，油路，水路。

ＭＡＴＬＡＢ 是世界上最广泛 的 工 程 计 算 语 言 ，利 用 其 强
Plotting of Engine Univer sal Char acter istics Cur ve Based on MATLAB
HUANG Meimei, ZHAO Zhiwei，JIN Hualei, JIA Yantao,SUN Haipeng
低 。其 实 质 是 以 二 维 的 图 形 方 式 表 达 三 维 的 信 息 ，不 直 观
并且难以保证对数据进行深刻分析。
随着 ＭＡＴＬＡＢ 语言的广泛应用，因为其强大的数据处
理和三维曲线绘图功 能 ，可 进 行 工 程 计 算 、建 模 仿 真 和 数
据分析处理等。本文则利用 ＭＡＴＬＡＢ 强大的功能，提出了
[3] 易 雪 梅 ，吴 伶 . 用 MATLAB 语 言 绘 制 发 动 机 万 有 特 性 的 两 种 方法 [J]. 北京汽车, 2005, 5: 33- 35
[4] 李 金 辉 ，徐 立 友 . 基 于 MATLAB 语 言 的 发 动 机 特 性 研 究 [J]. 汽车科技, 2005, 3: 40- 42
参考文献
[1] 杨 丽 娟 ，赵 丹 平 . 基 于 MATLAB 基 础 上 的 发 动 机 万 有 特 性 曲 线的建立 [J]. 汽车节能, 2010, 1: 32- 33
[2] 薛 定 宇 ，陈 阳 泉 . 基 于 MATLAB/Simulink 的 系 统 仿 真 与 应 用 [M]. 北京: 清华大学出版社 .2002
Key words: straight welded pipe, burr, broach, hydraulic system
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∫∫ L [b
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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( n , p me ) ]I d pme
0 引 言
发动机作为其他工作机械的动力装置 , 其万有特性 曲线可直观地反映发动机工作范围内的动力 性、 经济 性 , 不仅可以为正确地选用发动机提供依据 , 还可为适 应匹配要求、 优化整个动力装置性能提供依据。 传统的作图法制取万有特性工作量大 , 同时由于用 人工处理这些数据 , 还经常会出现数据差错和图形畸 变 。 随着计算机技术的发展 , 人们处理发动机特性参数 时总结出了很多处理方法 , 提高了万有特性曲线制取精 度 , 如利用张量积插值法解决多元数据的曲面拟合问题 就得出了很多结果 ; 从一元样条非张量积形式推广到薄 板样条能较好光顺曲面 [ 2, 3] ; 利用线性最小二乘法对多 维数据进行曲面拟合 [ 4- 6] , 这些方法最终归结于求解方 程组的系数矩阵 , 一旦拟合条件增加 , 系数矩阵有可能 会出现病态 , 从而导致数据噪声 , 干扰对事物特性的正 [7, 8 ] 常判断 , 因此处理方法的选取直接影响结果分析 ; 另 外 , 神经网络技术发展也为发动机实验数据的处理提供 了新的方法 , 取得了不错的效果 [9 ]。 本文采用三次多项式插值法绘制发动机万有特性 曲线。
设 已 知 函 数 be ( n , pme ) 在 各 点 数 值 为 be ( 0, 0)、 be ( 1, 0) 及 be ( 1, 1)。 其中: n—— 发动机转速 ; pm e—— 平
收稿日期 : 2004-02-06 修订日期 : 2004-04-30 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 50176016) 作者简介 : 李小华 ( 1971) ,男 ,江苏 南通人 ,博士生 ,镇 江市 江苏大 学汽车与交通工程学院 , 212013

一、外特性：发动机的速度特性曲线表示有效功率Pe（千瓦）、扭矩Me（牛顿米）、比燃料消耗量Ge（克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。

发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的：1.保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等；2.然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。

按照一定转速间隔依次进行上述步骤。

就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。

二、万有特性试验方法：楼上说的不错，一般不会通过万有特性测试来确定外特性，而是先标定好外特性，然后再去进行万有特性测试。

不过这只是在正常开发新机时的顺序，如果是要测试一台不明状态的发动机，在油门设置好之后可以直接进行万有特性试验，万有特性数据里是包含外特性数据的。

手动进行万有特性测试的一般流程为：1.热机后，将发动机调整至额定工况，即额定转速、额定功率，假定为100kW@2000r/min，那么对应扭矩（也称负荷）应为477.5Nm，此时试验台架控制模式应为转速-油门模式，且油门全开，控制好水温、进气温度、进气湿度、进气负压、排气背压等边界条件后，记录各种所需参数；2.然后根据该工况的扭矩，计算出最大扭矩的10%，20%…90%的扭矩值，台架控制模式调整为转速-扭矩模式，保持额定转速不变，减小扭矩至90%*477.5Nm=429.75Nm，然后待发动机各参数基本稳定后记录所需参数，按此步骤记录该转速10个扭矩点，即可得到额定转速的负荷特性；3.然后试验台架再切换为转速-油门模式，油门全开，然后减小100r/min至1900r/min，重复上述相应步骤，从高到底记录十个扭矩点的所需参数，完成该转速下的负荷特性测试；4.再接着降转速进行负荷特性测试，直到所需的最低转速，如800r/min；最后根据这13*10=130个工况的数据绘制万有特性曲线即可。

%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合clear allbe仁[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7];Ttq仁[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8];T1=80:320/9:400;%转换矩阵格式Be仁in terp1(Ttq1,be1,T1,'spli ne');% n=1400r/mi n 时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0];Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7];T2=39:371/9:410;Be2=i nterp1(Ttq2,be2,T2,'spl in e');be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6];Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1];T3=46:363/9:409;Be3=i nterp1(Ttq3,be3,T3,'spl in e');be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8];Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7];T4=30:396/9:426;Be4=i nterp1(Ttq4,be4,T4,'spl in e');be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9];Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8];T5=37:384/9:421;Be5=i nterp1(Ttq5,be5,T5,'spl in e');be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8];Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4];T6=52:353/9:405;Be6=i nterp1(Ttq6,be6,T6,'spl in e');be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9];Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76334.1];T7=34:344/9:378;Be7=i nterp1(Ttq7,be7,T7,'spl in e');be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1];Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4];T8=22:294/9:316;Be8=i nterp1(Ttq8,be8,T8,'spl in e');B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8'];N=[1400*o nes(10,1);1600*o nes(10,1);1800*o nes(10,1);2000*o nes(10,1);2200* on es(10,1);2400*o nes(10,1);2600*o nes(10,1);2800*o nes(10,1)];Ttq n=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8'];G=[o nes(80,1),N,Ttq n,N.A2,N.*Tt qn ,Ttq n. A2];A=G\B;%A 为6*1 矩阵[n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600);% 生成n-Ttq 平面上的自变量“格点”矩阵be=A(1)+n. *A (2)++Ttq*A(3)+n.A2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.A2*A(6);Pe=Ttq.* n/9550;%外特性实验数据拟合Nw=[1403,1597,1797,1986,2102,2199,2303,2400,2507,2598,2700,2802];Ttqw=[474,497,515,526,528.8,522.8,509.5,492.2,471.2,448.4,408.3,357.4]; n0=1400:2800; Ttqw_N=i nterp1(Nw,Ttqw ,n 0,'spli ne');h=repmat(Ttqw_N,501,1);ii=find(Ttq>h);%确定超出边界的“格点”下标be(ii)=NaN;%强制为非数Pe(ii)=NaN;%强制为非数%绘制等燃油消耗率曲线和等功率曲线三维拟合图subplot(1,2,1);mesh( n, Ttq,be);hold on;mesh( n,Ttq,Pe);axis([1000,3000,100,600,0,500]);hold on;xlabel(' n(r/mi n)')ylabel('Ttq(N*m)')zlabel('Pe(KW) be(g/(KW*h))')title('等燃油消耗曲线和等功率曲线的三维拟合图')%绘制边界线(外特性曲线)subplot(1,2,2);plot( nO,Ttqw_N,'Li neWidth',2);axis([1400,2800,100,550]);xlabel(' n(r/mi n)');ylabel('Ttq(N*m)');title('万有特性曲线');hold on;%绘制等油耗率曲线的二维图B=contour(n,Ttq,be,11);%画等位线，并给出标识数据clabel(B);%把“等位值”沿等位线随机标识hold on;%绘制等功率曲线的二维图P=contour(n,Ttq,Pe,11);%画等位线，并给出标识数据clabel(P);%把“等位值”沿等位线随机标识lege nd('等油耗曲线','等功率曲线','外特性曲线')hold off。

因而， 三次 Ｂ样条 曲线矢量方 程可表示
为Ｉ
ＣＩ ． ． （ ｕ ） ＝Ｎ１ ． ． （ ｕ ） Ｐ ｉ ｌ ＋ Ｎ２ ． ‘ （ ｕ ） Ｐｉ ＋ Ｎ３ ， ４ （ ｕ ） Ｐ ｉ 十 １ ＋Ｎ‘ ， ‘ ） Ｐ ｛ ＋ ２
（ ４ ）
至此， 所有的 Ｍｊ 均已求得。
２ ． ２ ． ２ 最优逼近 曲线
对象 ， 采用本文后面的传统 Ｂ样条曲线拟和
方式． 拟和 的 曲线在节 点容 易 出现奇 异性 ， 从 图 形 上看就 是 曲线 两 次 经过 同一 节点 处 ， 即
其中， Ｘ 一 ｉ ￣Ｘ＜Ｘ ｊ ， ｈ ｊ ＝】 【 ｊ －Ｘｊ 一 １ ， ｊ ＝１ ，
２， … … ， Ｎ。
“ 打折 ， 这样的情况必须避免 。 本 文 处理 方法 是 以 节 点作 为 特 征 ， 多边 形控翩点构造二阶导数连续的 Ｂ样条曲线 。 若从空间 ｎ ＋ １个顶 点 Ｐ ｉ Ｏ；０ ， １ ， …ｎ ） 中选取 相 邻 的 四个 硬点 ， 可 构造 出一段 三 次 Ｂ样条 曲线 ， 其相 应 的基 函数 是 ：
油耗 ） 。
ｘ轴代表转速 ， Ｙ轴代表扭矩 ， ｚ代表油
移动 式试车 线在 我 国单缸 柴 油机试 车 中 的 真正 使用 ， 仅 有一 年 多的 时问 ， 其突 出的优 越 性 已赢 得 生产 厂 家 的 信赖 ， 并 在 行 业 中 引 起 很大 反 响 。随着 它在 生 产实践 和使 用过 程 中 的 不 断改进 和提 高 ， 必 将 显 示 出强 大 的 生 命力。 在 多缸 汽 油机 和柴 油机的 出厂试 验 中 ， 这 种移 动式 试车 线 也必将 会占有 一席 之地
・２１ ・
若ｉ ， ｊ 的高 度值 不 等 ， 则当ｆ ＜Ｏ时 ， 等 值 线 必 与 棱 边 有 唯 一 交 点 ； 当ｆ ＞ｏ ， 两 者 无 交点 Ｉ 而当 ｆ 一０时 ， 等值 线过 节点 ｉ 或ｊ ， 见 图 ２ 。值得 注意 的是 ， ｆ ＝Ｏ的情 形 极易 引起后 面

“发动机万有特性试验”实验指导书（中南林机电院刘谦钢）一、实验目的及要求(参见“发动机原理实验教程”P8)1实验目的：1.1掌握发动机万有特性的试验方法。

1.1.1 掌握发动机负荷的加载方法和转速、燃油消耗率的测量方法。

1.1.2 掌握发动机功率、转速、油耗等测量仪器设备的选择、操作、使用方法。

1.1.3 熟悉发动机万有特性测试数据的分析和处理方法。

1.2 通过实验，学习绘制、分析发动机万有特性曲线。

1.2.1 依据原始数据和处理的数据，绘制发动机万有特性曲线。

1.2.2 通过分析万有特性曲线评价发动机在各种工况下的经济能，并为合理选用发动机和了解发动机在各种工况下的性能提供资料。

2 实验要求：2.1 每次参加试验的学生为10～20人。

2.2 实验前复习发动机原理教材中发动机万有特性的相关内容，认真阅读实验指导书及其附件。

2.3 实验时应作好记录纸笔等准备，按指导书操作仪器设备、试验及作好实验记录。

2.4 实验后，严格按实际实验数据正确处理实验数据，绘制发动机万有特性曲线，分析发动机在各种工况下的经济性，认真撰写实验报告。

二、实验预习及准备(参见“发动机原理实验教程”P8～P9。

)1 实验原理：（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。

）1.1 万有特性定义：即发动机主要性能参数之间相互关系的综合特性。

在万有特性曲线上，可以表示3个或3个以上的性能参数之间的关系，故又称为多参数特性曲线。

最常见的形式是以转速n为横坐标，以平均有效压力Pc为纵坐标，在图上画出许多条等油耗率ge曲线、等功率Pe曲线。

1.2 万有特性的作用发动机负荷特性和功率特性分别从不同角度反映出发动机的主要性能随负荷或转速变化的规律，从而可以基本评价发动机的性能和判断是否能够满足发动机的要求。

而万有特性则是一种能同时反映出各种不同工况（功率（扭矩）/转速）下油耗率等性能的曲线。

1.3 测量原理1.3.1 功率测量原理（同发动机总功率试验）1.3.2 燃油消耗率测量原理（同发动机总功率试验）1.3.3 排温、油温测量原理（同发动机总功率试验）2 实验设备及仪器：详见附件2。

MTLAB绘制发动机万有特性MAP详细程序采用MATLAB来绘制发动机MAP，通过附表1和2，将这两个表放在同一个根目录下，并编写M文件（见后面附录程序），将M文件跟附表1和2同时放在同一个不带中文的根目录下，点击运行即可。

详细绘图程序见附录。

附表1：转速扭矩燃油消耗率2500 613 221.662501 549.4 222.472500 484.3 221.462500 401.8 227.392499 300.3 242.942500 205.5 272.412498 99.1 375.582300 649.9 212.042300 578.8 212.76附表2：1168 408.821200 477.51337 5001485 514.481500 5731543 618.921401 749.821600 716.251656 749.71760 759.661885 759.952000 5001．将附表1粘贴到Excel中，并将Excel名称更改为12.xlsx文件，并将该12.xlsx 文件存放在E盘根目录下，即E:\12.xlsx2．将附表2粘贴到另外一个Excel中，并将Excel名称更改为hua.xlsx文件，并将hua.xlsx文件存放在E盘根目录下，即E:\hua.xlsx3．在MTLAB中点击File，New，Scrip新建一个M文件4. 将附录后的程序粘贴进去后点击运行，即可生成发动机MAP图。

附录程序：（注意：程序和两个Excel存放在同一个跟目录，因为程序会调用者两张表格）clearclcA=xlsread('E:\12.xlsx');%%%表示12.xlsx文件存放在E盘根目录下x=A(:,1);y=A(:,2);z=A(:,3);xi=(linspace(min(x),max(x),100));size(xi)%%%% linspace是Matlab中的一个指令，用于产生x1,x2之间的N点行矢量。

【设计研究】基于 M AT LAB 的发动机万有特性曲线绘制方法周广猛 1, 郝志刚 2, 刘瑞林 1, 陈东 3, 管金发 1, 张春海4(1. 军事交通学院汽车工程系 , 天津 300161;2. 军事交通学院训练部 , 天津300161; 3. 军事交通学院基础部 , 天津 300161;4. 兰州军区军械汽车技工训练大队 , 陕西 710111摘要 :利用 MAT LAB 数学运算能力 , , , 有曲线直观明了 , 把等燃油消耗率曲线、 , 拟合程度较高。

关键词 ; :A文章编号 :1673-6397(2009 02-0034-03U niversal Characteristics Curve Plotting Method based on MAT LABZ H O U G uang -m eng 1,H A O Z hi -gang 2, L I U Rui -lin 1,CHE N D ong 3,G U A N Jin -fa 1,Z H A NG Chun -hai 4(1. Autom obile Engineering Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;2. T raining Department ,Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;3. G eneral C ourse Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;4. Ordnance Mechanic T raining Brigade , Lan Zhou Theater , X i ’ an 710111,China Abstract :Taking advantage of MAT LAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is sim ple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous ,and was in g ood fit with data g ot in test.K ey Words :MATLAB ;Universal Characteristics Curve ;Plot作者简介 :周广猛 (1984- , 男 , 山东邹城人 , 在读硕士研究生 , 主要研究方向为动力机械特殊环境适应性。

eng_eff_map=[0.14734 0 0 0.24887 0.2173 0.21095 0.10432 0.07628 0.27703 0.27891 0.27597 0.21824 0.20976 0.27845 0.28447 0.28787 0.27838 0.2725 0.27855 0.28618 0.28888 0.29485 0.29892 0.27841 0.28885 0.28831 0.31932 0.31178 0.27623 0.2890 0.28935 0.30879 0.31475 0.27549 0.28902 0.28826 0.30906 0.30993 0.27421 0.28886 0.28787 0.28376 0.28906 0.27338 0.28654 0.28764 0.28236 0.28196 0.10029 0 0.19502 0.068153 0.27341 0.19608 0.29467 0.26586 0.29323 0.29943 0.2949 0.31826 0.29535 0.31968 0.29423 0.31317 0.29411 0.28755 0.29277 0.28073 0.096333 0 0.18654 0 0.26589 0.18909 0.29199 0.25875 0.29749 0.29262 0.30 0.31282 0.30855 0.30464 0.29861 0.30869 0.29594 0.26913 0.29315 0.26972 0.0645 0 0.15971 0 0.25274 0.17101 0.29138 0.2482 0.3026 0.28839 0.30841 0.30776 0.31114 0.30407 0.29539 0.30542 0.29429 0.26844 0.291 0.26997 0 0 0 0 0.1275 0 0.2351 0.16229 0.28548 0.24456 0.29407 0.28403 0.3094 0.30614 0.31382 0.30577 0.31376 0.30313 0.28789 0.27224 0.28511 0.273];

3 噪音过大
噪音是发动机问题的一种常见指标，可能表示零件磨损、间隙过大或其他故障。
发动机的效率与性能
燃油效率
燃油效率是发动机高效工作的关 键指标，可以通过改善燃烧过程 和减少能量损失来提高。
压缩比与功率
压缩比决定了发动机的输出功率， 可以通过调整气缸容积和进气系 统来优化。
排放性能
发动机的排放性能影响着环境和 健康，需要采用先进的排放控制 技术。
发动机的进一步发展
涡轮增压技术
涡轮增压技术可以提高发动机的功 率和燃油效率，是现代发动机技术 的重要一环。
汽车电动化趋势
汽车电动化正成为全球汽车行业的 发展趋势，电动发动机具有零排放 和高效率的特点。
等离子点火技术
等离子点火技术可以提高燃烧效率 和可靠性，是发动机点火系统的创 新技术。
其他相关知识
使发动机能够顺利地运转。
3
循环过程
发动机的工作循环包括吸气、压缩、燃烧和 排气四个过程，让燃料能有效地转化为机械 能。
热力过程
发动机的热力过程影响着其效率和性能，包 括燃烧温度、压力比和排放等方面。
发动机常见问题
1 过热
发动机过热可能导致损坏，需要及时检查冷却系统和润滑系统。
2 漏油
漏油可能是发动机密封件磨损或损坏导致的问题，需要修复或更换。
润滑系统的重要性
润滑系统可以减少零件磨损，保持发动机的正常运 Nhomakorabea转和寿命。
上马的过程
发动机的启动过程包括供油、点火和传动力矩转动， 让发动机顺利投入工作。
结论
发动机是现代车辆不可或缺的部件之一，是衡量车辆性能的重要指标。了解发动机的特性有助于我们更好地理解和 维护汽车。
参考文献

piot引言为了能全面反映发动机的性能把发动机的多个参数画在一张图上而形成的多参数的特性曲线叫做发动机的万有特性曲线1传统用作图法制取万有特性曲线是将不同转速下的负荷特性曲线绘制在同一张坐标图上形成曲线簇然后从曲线簇上把等油耗点逐一投影到万有特性图上并圆滑地连接成等油耗曲线再做出等功率曲线画出外特性曲线进而得到发动机的万有特性曲线这种万有特性曲线的手工绘制方法费时费力难以保证数据和图形的精度怛j而matlab软件具有强大的矩阵计算和数据可视化能力3为万有特性曲线的绘制提供了一种新的方法
种插值方法可选‘linear’(线性的 ,此选项是默认的 ,
它在两个点之间简单地采用直线拟合 ,故效果并不
光滑) ‘, cubic’(三次的) 和‘spline’(样条型) 等 ,本论
文采用拟合效果较好的‘spline’型插值方法建立模
型[10 ] 。
2. 3 等功率曲线模型的建立
根据公式 Pe = Ttq nΠ9550 ,建立等功率曲线的模
4. Ordnance Mechanic Training Brigade , Lan Zhou Theater , Xi’an 710111 ,China) )
Abstract : Taking advantage of MATLAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is simple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous ,and was in good fit with data got in test .

3将负荷特性图横放在万有特性图左方并将与负荷特性曲线上耗油率be相等的个点移至万有特性图中标上记号再将be值相等的各点连成光滑曲线即等耗油率线
万有特性
主讲：郭勇
• 负荷特性：发动机转速不变，其经济性指 • 标随负荷而变化的关系 • 速度特性：发动机负荷不变，其经济性指 • 标随转速而变化的关系 • 负荷特性和速度特性曲线只能表示某一转 速或某一齿条位置（或节气门开度）时发 动机参数间的变化规律。为了能在一张图 上全面地表示出发动机的性能，从而引进 万有特性曲线。
• 值相等的各点连成光滑曲线，即等耗油率 线。（注：各条等耗油率曲线不能相交）
பைடு நூலகம்
• 注：在测录各种转速的负荷特性时，必须 保持发动机水温和全损耗系统用油的温度 稳定，大气条件尽可能接近。 • 柴油机万有特性
结论：在万有特性曲线图中，最内层的等耗 油率曲线是最经济的区域，耗油率最低。 曲线愈向外，经济性愈差，因此从万有特 性曲线中可以找出最经济的负荷和转速。
• 万有特性曲线是具有多参数的特性曲线。 • （以转速为横坐标，以平均压力为或扭矩 为纵坐标） • 万有特性曲线均为等耗油率和等功率，根 据需要还可以做等过量空气系数、等进气 管真空度等曲线 • Pe=0.001Pme*Vs*N*i/120=K*Pme*N • Pme：平均有效压力 • N：转速
be：耗油率
•
谢谢
• 万有特性曲线举例
万有特性曲线的作法
• 1，将不同转速的负荷特性以Pme为横坐标， be为纵坐标，用同一比例尺画在一张坐标 图上。 • 2，在万有特性图的横坐标轴上，以一定比 例标出转速数值，纵坐标Pme的比例应与 负荷特性Pme的比例相同。 • 3，将负荷特性图横放在万有特性图左方， 并将与负荷特性曲线上耗油率be相等的个 点移至万有特性图中，标上记号，再将be

利用Origin绘制发动机万有特性曲线以绘制CYQD32Ti型柴油机万有特性曲线为例，介绍在Origin软件环境下绘制发动机万有特性曲线的过程。

首先，打开Origin软件，选择 File-Save Project As，命名为CYQD32Ti万。

一、输入原始数据。

先从EXCEL中处理好负荷特性试验数据、外特性数据和等功率数据，把外特性数据的转速、平均有效压力2列数据粘贴到表1中，把负荷特性的转速、平均有效压力、燃油消耗率3列数据粘贴到Origin软件的表2中，把等功率数据中的转速和各功率下的平均有效压力共11列数据粘贴到表3中。

结果见图1。

二、将负荷特性数据表的燃油消耗率Y列属性转化为Z，为生成为矩阵做准备。

点选Data2负荷特性数据表的燃油消耗率列，在右键菜单中选择Set as Z。

见图2。

三、将负荷特性数据转化为矩阵。

从菜单中选择Edit-Convert to Matrix-Random XYZ，在出现的Random XYZ Gridding对话框中选择OK按钮，生成Matrix1。

过程见图3。

四、利用矩阵生成等燃油消耗率曲线。

选中矩阵Matrix1，从菜单中选择Plot-Contour Plot-Coutour-B/W Lines+Labels，过程见图4。

等油耗曲线图Graph1见图5。

五、在等油耗线图中加入等功率线数据和外特性数据。

在Graph1窗口左上角的1处单击右键，在快捷菜单中选择Layer Contents。

在出现的Layer1对话框中将左框中与Data3 有关的数据添加到右侧，再把Data1的数据添加到右侧，和单击OK按钮。

过程见图6。

Graph1中已经加入等功率线和外特性曲线，生成万有特性曲线雏形，见图7。

六、设置图形外观，使其满足万有特性曲线报告要求。

1.在Graph1图形区域双击打开Plot Detail 对话框，设置等油耗线的间距。

见图8。

设置等油耗线标签的有效位数，见图9。

摘要发动机万有特性作为产品检测、定型和选型的重要依据，而汽车整车万有特性能更加直观地反映发动机和传动系匹配的优劣。

在实际情况下汽车试验工况往往是有限的，故通过对有限的数据进行处理并绘制出汽车万有特性显得至关重要。

本课题以EQ1126K底盘配ISDe185_30发动机及DF6S650(1)变速器为模型，利用神经网络算法的泛函功能对试验数据进行处理，并采用MATLAB语言编程绘制整车万有特性。

文章旨在运用实测的发动机万有特性、底盘传动系参数和行驶阻力特性三者与汽车整车性能之间的内在联系, 研究出能综合反映各项汽车参数的性能和综合反映各项汽车参数的万有特性图。

借此来分析发动机性能与底盘参数的匹配情况, 提出其改进措施。

主要研究工作如下：(1)研究了发动机万有特性的绘制方法，在此基础上拓展到整车万有万有特性上。

其思想是在结合各种使用条件下的驱动功率线、等百公里油耗线以及车速与发动机转速的对应关系，可实现汽车全工况在一个图形中清晰的显现。

(2)了解了用神经网络建立汽车万有特性的模型及技术。

(3)学习了MATALB的相关知识，通过试验数据编写程序绘制出汽车万有特性图。

(4)分析汽车万有特性图。

关键词：汽车万有特性；神经网络算法；匹配现状AbstractThe engine universal characteristics as product testing, stereotypes and important basis for selection, automobile universal characteristics more directly reflects the pros and cons of the match the engine and transmission. Car in the actual test conditions is often limited, so by the limited data processing and draw the car universal characteristic is particularly important. EQ1126K the chassis with ISDe185_30 engine and DF6S650 Transmission model, functional neural network algorithm for processing the experimental data, and the use of MATLAB programming language drawn vehicle universal characteristics. The article aims to use the measured engine 000 sexual, the intrinsic link between the chassis driveline parameters and driving resistance characteristics of the three automobile performance, developed a comprehensive reflection of various vehicle parameters are universal characteristics comprehensive reflection of various vehicle parameters are universal characteristics Figure. To take to analyze the matching status of engine performance and chassis number of volumes, proposed improvements. The main research works are as follows:(1)study the engine universal characteristics rendering method,based on the engine universal characteristic drawing method extended to the vehicle have universal characteristics on. The idea is to drive power line under the combination of a variety of conditions, such as correspondence between the hundred kilometers lines as well as vehicle speed and engine speed car conditions can also be achieved in a graphical clearly(2)Understanding of the neural network Motor million models and technical.(3)Knowledge of learning MATALB Motor million characteristic diagrams drawn by.(4)Analysis of automotive universal characteristics Figure.Keywords: Car universal characteristics; neural network algorithm; matching status目录摘要 (I)Abstract (II)目录........................................................................................................................ I II 1 绪论.. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内整车匹配的研究现状及发展趋势 (2)1.3 国外整车匹配的研究现状 (2)1.4 本文研究的主要内容 (3)1.5 整车匹配的过程分析 (3)2 汽车行驶方程及整车性能评价 (5)2.1 整车行驶平衡方程 (5)2.2 汽车动力性评价指标 (7)2.3 燃油经济性评价指标 (8)2.4 本章小结 (9)3 发动机万有特性 (10)3.1 发动机万有特性工况数据的测定 (10)3.2 发动机万有特性的概念 (10)3.3 发动机万有特性建模方法 (11)3.3.1 发动机万有特性传统绘制方法 (11)3.3.2 用曲面拟合的方法绘制发动机万有特性 (12)3.3.3 基于神经网络算法的发动机万有特性建模方法 (13)3.4 MATLAB软件简介 (19)3.5 本章小结 (19)4 汽车万有特性 (21)4.1 汽车万有特性的概念 (21)4.2 汽车万有特性的建模方法 (21)4.3 以EQ1126K底盘配ISDe185_30发动机及DF6S650(1)变速器为模型的整车万有特性模型的建立及分析 (22)4.3.1 模型相关参数 (22)4.3.2 整车万有特性的绘制 (23)4.3.3 发动机与底盘匹配效果的分析及性能优化 (27)4.3.4 整车燃油经济性与动力性关系论证及改进措施 (28)4.4 本章小结 (30)5 总结与展望 (31)5.1 总结 (31)5.2 展望 (32)参考文献 (33)致谢 (35)附录:汽车万有特性程序与实验数据 (36)1 绪论1.1 课题背景当今世界，还没有一个工业部门所涉及的范围比汽车工业更广泛更普遍，汽车工业在某种意义上可以说是衡量一个国家工业化水平和科技水平的一个重要标志。

如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线前段时间写论文，需要绘制电机效率map图，其实和发动机万有特性曲线一样。

看了好多资料都不会，问问师兄也没具体画过。

困惑中查到貌似有几个软件可以画map图，由于我比较熟悉matlab，就选用它了，可是matlab也不知道咋画呀，我查看了matlab图形处理这一块，突然发现等高线图绘制，咦？？？这不就是高中地理学的吗？？？和map图万有特性图本质一样吗？？？就是contour函数啦，惊喜万分5.2.13 等值线图等值线图可用于绘制地理数据中的等高图、气象数据中的等势图等。

等值线图在二维图形中把第三维中相同大小的数据连接为等值线，一定程度上可以表示第三维的信息，同时等值线图相比三维图更容易观察数据之间的关系，被广泛的应用于各个领域。

MATLAB中提供了一系列的函数用于绘制不同形式的等高线图，其中包括：1．contour()函数contour()函数可用于绘制二维等值线图，函数的调用格式为：❑contour(z)：输入数据z为二维矩阵，绘制数据z的等值线，绘图时等值线的数量和数值根据矩阵z的数据范围自动确定。

❑contour(z,n)：绘制等值线图，设置等值线数目为n。

❑contour(z,v)：绘制等值线图，向量v设置等值线的数值。

❑contour(x,y,z)：绘制矩阵z的等值线图，输入参数x、y用于指定绘制的等值线图的坐标轴数据，同时输入数据x、y、z必须为大小相等的矩阵。

❑contour(x,y,z,n)：为指定坐标轴的等值线图设置等值线的数目n。

❑contour(x,y,z,v)：为指定坐标轴的等值线图设置等值线的数值v。

❑contour(...,LineSpec)：输入参数LineSpec用于设置等值线的线型。

❑[c,h] = contour(...)：返回contour()函数绘制的等高线图中的等值线的数值标签c和包含所有图形对象的句柄h；2．contourf()函数contourf()函数用于绘制带填充的二维等值线图。