汽运44120223徐慧
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汽车运用工程I 44120223
汽车运用工程I(汽车理论)综合性作业（大作业） 学院：交通学院 班级：汽运二班 姓名：徐 慧 学号：44120223 汽车运用工程I 44120223
交通学院 441202班
徐慧 44120223
汽车运用工程I(汽车理论)综合性作业（大作业） １. 汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因素－加速时间和加速距离） 已知：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度。 例如，已知数据如下表: 项目 单位 数值 装载质量 kg 1995 整备质量 kg 1700 总质量 kg 3695 车轮半径 m 0.37 传动系效率 0.893 滚动阻力系数 0.0108 空气阻力系数×迎风面积 m2 2.60 主减速器速比 5.83 飞轮转动惯量 kgm2 0.22 汽车运用工程I 44120223 2 两前轮转动惯量 kgm2 1.80
四后轮转动惯量 kgm2 3.60 轴距 m 3.40 质心至前轴距离 m 2.0 质心高度 m 0.9 变速器速比 变速器 I档 II档 III档 IV档 V档 四档 6.12 3.11 1.69 1.00 五档 3.55 2.77 1.65 1.00 0.83
发动机外特性 Tq=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a3(n/c)3+a4(n/c)4 参数 a a1 a2 a3 a4 c 数值 -19.31 296 -165 40.9 -3.85 1000
1) 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图； 2) 求汽车的最高车速、最大爬坡度； 3) 绘制加速度倒数曲线 4) 用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线 5) 图解手工绘制II档起步，加速至70km/h的车速－时间曲线以及距离－时间曲线。 汽车运用工程I 44120223 3 解：1）取变速器五档为例： 4433221q)/()/()/()/(cnacnacnacnaaT
riiTFTogqt
0377.0iirnuga
行驶阻力为：2Du15.21CfafwAGFF 由MATLAB编程作图可得汽车驱动力与行驶阻力平衡图： 汽车运用工程I 44120223
4 程序如下： >> n=[600:10:4000]; Tq=-19.31+296*(n/1000)-165*(n/1000).^2+40.9*(n/1000).^3-3.85*(n/1000).^4 m=3695;g=9.8;nmin=600;nmax=4000; G=m*g; ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83];nT=0.893;r=0.37;f=0.0108;CDA=2.60;i0=5.83; L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60; Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r; [Ftlmax,tq]=max(Ft1) 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=[0:5:200]; Ff=G*f; Fw=CDA*ua.^2/21.15; Fz=Ff+Fw; plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz); title('驱动力一行驶阻力平衡图'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Ft(N)'); gtext('Ftl'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw'); zoom on pause(10); [x,y]=ginput(1); zoom off; disp('汽车最高车速='); disp(x);disp('km/h');
2）求汽车的最高车速、最大爬坡度： 最高档与行驶阻力的交点所对应的车速即为汽车的最高车速。可求得在1）所绘制的汽车驱动力与行驶阻力平衡图中的交点横坐标为 汽车运用工程I 44120223 5 110.8439km/h.挂I挡时速度慢，其值为14.8185km/h,此时爬坡度最
大。最大爬坡度可利用MATLAB程序求解： m1=1995;m2=1700;mz=3695; g=9.8; f=0.0085+0.0023; nt=0.87+0.023; cda=2.60; r=0.37; i0=5.83; ig1=3.55;ig2=2.77;ig3=1.65;ig4=1.00;ig5=0.83; ua1=14.8185; n=ua1.*ig1.*i0/(0.377.*r); a=-19.31;a1=296;a2=-165;a3=40.9;a4=-3.85; c=1000; tq=a+a1*(n/c)+a2*(n/c).^2+a3*(n/c).^3+a4*(n/c).^4; ft1=tq.*ig1.*i0.*nt/r; fz1=mz.*g.*f+cda*ua1.^2/21.15; %fz=Ff+Fw disp(ft1); disp(fz1);
输出结果为：
NFNeFtt0731.418,0039215.821）（ )]/()(tan[arcsin11gmFFizzt
求得： tani0.25 3）由MATLAB编程绘制加速度倒数曲线： 汽车运用工程I 44120223
6 程序如下： n=[600:10:4000]; Tq=-19.31+296*(n/1000)-165*(n/1000).^2+40.9*(n/1000).^3-3.85*(n/1000).^4; m=3695;g=9.8;nmin=600;nmax=4000; G=m*g; ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83];nT=0.893;r=0.37;f=0.0108;CDA=2.60;i0=5.83; L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60; 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=[0:5:200]; Fw1=CDA*ua1.^2/21.15; Fw2=CDA*ua2.^2/21.15; Fw3=CDA*ua3.^2/21.15; 汽车运用工程I 44120223 7 Fw4=CDA*ua4.^2/21.15; Fw5=CDA*ua5.^2/21.15; 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);ado=1./a4; a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ads=1./a5; plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ado,ua5,ads); 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');
4）MATLAB编程绘图如下：
