!
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）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
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
234
19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000
q n n n n T =-+-+-
？
式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f =
:
空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =?m 2 二前轮转动惯量 I w1=?m 2
四后轮转动惯量I w2=?m2
变速器传动比 ig(数据如下表)
^
轴距 L=
质心至前轴距离（满载） a=
质心高（满载） hg=
解：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：
n=[600:10:4000];
Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;
【
m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;
L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;
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=*r*n/ig(1)/i0;
ua2=*r*n/ig(2)/i0;
ua3=*r*n/ig(3)/i0;
ua4=*r*n/ig(4)/i0;
ua5=*r*n/ig(5)/i0;
ua=[0:5:120];
Ff=G*f;
"
Fw=CDA*ua.^2/;
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'),gtex t('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=
km/h
-
(2)求汽车最大爬坡度程序：
n=[600:10:4000];
Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4; m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;
L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;
！
Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;
ua1=*r*n/ig(1)/i0;
Ff=G*f;
Fw1=CDA*ua1.^2/;
Fz1=Ff+Fw1;
Fi1=Ft1-Fz1;
Zoom on;
imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));
：
disp('汽车最大爬坡度=');
disp(imax);
disp('%');
汽车最大爬坡度=
%
(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clear
？
n=[600:10:4000];
Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;
m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;
L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;
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=*r*n/ig(1)/i0;
ua2=*r*n/ig(2)/i0;
ua3=*r*n/ig(3)/i0;
ua4=*r*n/ig(4)/i0;
ua5=*r*n/ig(5)/i0;
?
Fw1=CDA*ua1.^2/;
Fw2=CDA*ua2.^2/;
Fw3=CDA*ua3.^2/;
Fw4=CDA*ua4.^2/;
Fw5=CDA*ua5.^2/;
Ff=G*f;
deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); .
deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); 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);
假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=
(4) >>clear
nT=;r=;f=;CDA=;i0=;If=;
Iw1=;Iw2=;L=;a=;hg=;m=3880;g=;
^
G=m*g; ig=[ ];
nmin=600;nmax=4000;
u1=*r*nmin./ig/i0;
u2=*r*nmax./ig/i0;
deta=0*ig;
for i=1:5
deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); end
！
ua=[6::99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/;
for i=1:N
k=i;
if ua(i)<=u2(2)
n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/;
Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4; @
Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=*inv_a(i)/;
elseif ua(i)<=u2(3)
n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/;
Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
*
delta(i)=*inv_a(i)/;
elseif ua(i)<=u2(4)
n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/;
Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=*inv_a(i)/;
else
.
n=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/;
Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4; Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=*inv_a(i)/;
end
a=delta(1:k);
t(i)=sum(a);
~
end
plot(t,ua);
axis([0 80 0 100]);
title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');
xlabel('时间t（s）');
ylabel('速度ua（km/h）');
>> ginput
，
ans =
所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为
已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。负荷特性曲线的拟合公式为：
44332210e e e e P B P B P B P B B b ++++=
其中，b 为燃油消耗率[g/(kW ?h)]；Pe 为发动机净功率（kW ）；拟合式中的系数随转速n 变化。怠速油耗s mL Q id /299.0=（怠速转速400r/min ）。
、
计算与绘制题中货车的
1）汽车功率平衡图。
2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。或利用计算机求货车按JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。计算中确定燃油消耗值b 时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。
解：Matlab 程序：
(1) 汽车功率平衡图程序：
clear
n=[600:10:4000];
）
Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;
m=3880;g=;
G=m*g;
ig=[ ];
nT=;r=;f=;CDA=;i0=;
L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;
ua1=*r*n/ig(1)/i0;
ua2=*r*n/ig(2)/i0;
`
ua3=*r*n/ig(3)/i0;
ua4=*r*n/ig(4)/i0;
ua5=*r*n/ig(5)/i0;
Pe1=Tq.*ig(1)*i0.*ua1./(3600*r);
Pe2=Tq.*ig(2)*i0.*ua2./(3600*r);
Pe3=Tq.*ig(3)*i0.*ua3./(3600*r);
Pe4=Tq.*ig(4)*i0.*ua4./(3600*r);
Pe5=Tq.*ig(5)*i0.*ua5./(3600*r);
%
ua=[0::119];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/;
Pf=Ff*ua/3600;
Pw=Fw.*ua/3600;
Pe0=(Pf+Pw)./nT;
Pe=max(Pe1);
plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua,Pe0,ua,Pe);
>
axis([0 119 0 100]);
title('汽车功率平衡图');
xlabel('ua(km/h)');
ylabel('Pe(kw)');
gtext('1'),gtext('2'),gtext('3'),gtext('4'),gtext('5'),gtext('( Pf+Pw)/et'),gtext('Pe');
（2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线程序：
clear
…
n=600:1:4000;
m=3880;g=;
G=m*g;
ig=[ ];
nT=;r=;f=;CDA=;i0=;
L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;
n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];
B00=[ ];
|
B10=[ ];
B20=[ ];
B30=[ ];
B40=[ ];
B0=spline(n0,B00,n);
B1=spline(n0,B10,n);
B2=spline(n0,B20,n);
B3=spline(n0,B30,n);
。
B4=spline(n0,B40,n);
Ff=G*f;
ua4=*r*n/ig(4)/i0;
ua5=*r*n/ig(5)/i0;
Fz4=Ff+CDA*(ua4.^2)/;
Fz5=Ff+CDA*(ua5.^2)/;
Pe4=Fz4.*ua4./(nT**1000);
Pe5=Fz5.*ua5./(nT**1000);
￥
for i=1:1:3401
b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).^2+B3(i)*Pe4(i).^3+B4 (i)*Pe4(i).^4;
b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).^2+B3(i)*Pe5(i).^3+B4 (i)*Pe5(i).^4;
end
pg=;
Q4=Pe4.*b4./.*ua4.*pg);
Q5=Pe5.*b5./.*ua5.*pg);
plot(ua4,Q4,ua5,Q5);
、
axis([0 100 10 30]);
title('最高档与次高档等速百公里油耗曲线');
xlabel('ua(km/h)');
ylabel('百公里油耗（L/100km）');
gtext('4'),gtext('5');
i为、、、、时的燃油经济性—加速时间曲改变题中轻型货车的主减速器传动比，做出
i值对汽车性能的影响。
线，讨论不同
：
解：Matlab程序：
主程序：
i0=[,,,,]; %输入主传动比的数据
for i=1:1:5
y(i)=jiasushijian(i0(i)); %求加速时间
end
y;
for i=1:1:5
?
b(i)=youhao(i0(i)); %求对应i0的六工况百公里油耗
end
b;
plot(b,y,'+r')
hold on
b1=linspace(b(1),b(5),100);
y1=spline(b,y,b1); %三次样条插值
plot(b1,y1); %绘制燃油经济性-加速时间曲线
`
title('燃油经济性—加速时间曲线');
xlabel('百公里油耗(L/100km)');
ylabel('加速时间s');
gtext('i0='),gtext('i0='),gtext('i0='),gtext('i0='),gtext('i0=');
子程序：
(1) function y=jiasushijian(i0) %求加速时间的处理函数
n1=linspace(0,5000); %先求各个档位的驱动力
|
nmax=4000;nmin=600;r=;yita=;CDA=;f=;G=(3880)*;ig=[,,,];%i0=
for i=1:1:4 %i为档数
uamax(i)=chesu(nmax,r,ig(i),i0); %计算各个档位的最大速度与最小速度
uamin(i)=chesu(nmin,r,ig(i),i0);
ua(i,:)=linspace(uamin(i),uamax(i),100);
n(i,:)=zhuansu(ua(i,:),r,ig(i),i0); %计算各个档位的转速范围
Ttq(i,:)=zhuanju(n(i,:)); %求出各档位的转矩范围
Ft(i,:)=qudongli(Ttq(i,:),ig(i),i0,yita,r); %求出驱动力
…
F(i,:)=f*G+CDA*(ua(i,:).^2)/; %求出滚动阻力和空气阻力的和
delta(i,:)=1+++*(ig(i)^2)*(i0^2)*yita)/(3880*r^2); %求转动质量换算系数
a(i,:)=1./(delta(i,:).*3880./(Ft(i,:)-F(i,:))); %求出加速度
F2(i,:)=Ft(i,:)-F(i,:);
end
%下面分各个档位进行积分，求出加速时间
temp1(1,:)=ua(2,:)/;
temp1(2,:)=1./a(2,:);
，
n1=1;
for j1=1:1:100
if ua(3,j1)>max(ua(2,:))&&ua(3,j1)<=70
temp2(1,n1)=ua(3,j1)/;
temp2(2,n1)=1./a(3,j1);
n1=n1+1;
end
end
!
n2=1;
for j1=1:1:100
if ua(4,j1)>max(ua(3,:))&&ua(4,j1)<=70;
temp3(1,n2)=ua(4,j1)/;
temp3(2,n2)=1./a(4,j1);
n2=n2+1;
end
end
%
y=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:))+qiuji(temp2(1,:) ,temp2(2,:))+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:));
end
(2) function ua=chesu(n,r,ig,i0); %由转速计算车速
ua=*r.*n/(ig*i0);
(3) function n=zhuansu(ua,r,ig,i0); %求转速
n=ig*i0.*ua./*r);
】
end
(4) function y=zhuanju(n); %求转矩函数
y=+.*(n./1000).*(n./1000).^2+.*(n./1000).^.*(n./1000).^4;
(5) function y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驱动力函数
y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;
end
【
(6) 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) ;
】
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=[,,,];r=;
yita=;CDA=;f=;%i0=;
G=(3880)*;If=;Iw1=;Iw2=;m=3880; %汽车的基本参数设定
》
n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];
B00=[ ];
B10=[ ];
B20=[ ];