汽车运用工程大作业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、空气阻力系数泌风面积、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：Tq=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a2(n/c)3+a3(n/c)41）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)图解手工或编程绘制II 档起步，加速至70km/h 的车速一时间曲线以及距离一 时间曲线。

解 :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Tq=a+a1( n/c)+a2( n/c)*(n /c)+a3( n/c)*( n/c)*( n/c)+a4( n/c)*(n /c)*( n/c)*( n/c) 式中，Tq 为发动机转矩(N?m ) ;n 为发动机转速(r/min )。

汽车的牵引力:空气阻力:汽车的滚动阻力:F fG amg 为满载或空载汽车总重(N)， f 为滚动阻尼系数汽车的 行驶阻力之和F r :Fr F fFw( N )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：五档车程序如下n=[600:10:4000];Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M; m=3695;g=10; nmi n=600; nm ax=4000; G=m*g;ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83]; nT=0.8924;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83; L=3.40;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.80;Iw2=3.60; Ft 仁 Tq*ig(1)*i0* nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*iO* nT/r;u ai 0.377igi i(km/h )其中：r k 为车轮滚动半径,m;错误!未指定书签。

F ti (U a )T tq (U a ) i gi i °(N )汽车的CdA21.152U a其中：C d 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积,m 2其中：G a =Ft3=Tq*ig(3)*iO* nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*iO* nT/r;Ft5=Tq*ig(5)*iO* nT/r;ua1=0.377*r* n/ig(1)/iO;ua2=0.377*r* n/ig(2)/iO;ua3=O.377*r* n/ig(3)/iO;ua4=O.377*r* n/ig(4)/iO;ua5=O.377*r* n/ig(5)/iO;ua=[O:5:12O];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;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'),gtext('Ff+Fw'); zoom on; [x,y]=gi nput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速四档车程序如下：q=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/IOOO).%;m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;L=3.4;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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,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('Ff+Fw');zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.894;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.6;i0=5.83;L=3.4;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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,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('Ff+Fw'); zoom on; [x,y]=gi nput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=116km/hiu；■■| r | r v vw ] w | m wF ti(U a) (F f F w)G aarcs in 一其中：i为第i(i 1,2...p)档对应不同转速(或车速)下的爬坡度求汽车最大爬坡度程序：五档车：n=[600:10:4000];Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M;m=3695;g=10; nmi n=600; nm ax=4000;G=m*g;ig=[3.55 2.77 1.65 1.00 0.83]; nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw仁CDA*ua"2/21.15;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=23.0844%四档车：n=[600:10:4000];Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M; m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ];nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.A2/21.15;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=43.0871%(3)求汽车行驶加速度倒数曲线程序：五档车：n=[600:10:4000];Tq=-19.3+296*(n/1000)-165*(n/1000).A2+40.9*(n/1000).A3-3.85*(n/1000).A4;m=3695;g=10;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[3.55 2.771 1.65 1.00 0.83 ];nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;L=3.4;a=2.0;hg=0.9;If=0.22;Iw1=1.8;Iw2=3.6;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;Fw仁CDA*ua"2/21.15;Fw2=CDA*ua2.A2/21.15;Fw3=CDA*ua3.A2/21.15;Fw4=CDA*ua4.A2/21.15;Fw5=CDA*ua5.A2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(1)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(2)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(3)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(4)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(5)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);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);四档车：n=[600:10:4000];Tq=-19.3+296*( n/1000)-165*(门/1000)八2+40.9*(门/1000)八3-3.85*( n/1000).M;m=3695;g=10; nmi n=600; nm ax=4000;G=m*g;ig=[6.12 3.11 1.69 1.00 ] nT=0.87;r=0.37;f=0.0096;CDA=2.60;i0=5.83;L=3.4;a=2.0;hg=0.9;lf=0.22;lw1=1.8;lw2=3.6;Ft仁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;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;Fw1=CDA*ua1.A2/21.15;Fw2=CDA*ua2.A2/21.15;Fw3=CDA*ua3.A2/21.15;Fw4=CDA*ua4.A2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(lw1+lw2)/(m*rA2)+(lf*ig(1)A2*i0A2* nT)/(m*rA2);deta2=1+(lw1+lw2)/(m*rA2)+(lf*ig (2)八2诃2* nT)/(m*rA2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r A2)+(If*ig(3)A2*i0A2* nT)/(m*r A2); deta4=1+(lw1+lw2)/(m*rA2)+(lf*ig ⑷八2刁0八2* nT)/(m*「A2); a仁(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;Plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4);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'); a=max(a1); af=asi n(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=ta n(af)/(a/ L+hg*ta n(af)/L);4图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线Ft=Ff+Fi+Fw+FjFt Fw型令Ft-Fw为汽车的动力因数并以符号D表示g gdt G （1）动力因素的计算同理，在发动机外特性曲线上选取8个点（与上面的相同），计算对应的驱动 力与空气阻力，然后根据公式5算出各档对应的动力因素点。