孙野 200812681.3（1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 选用5挡变速器进行整车性能计算发动机转速与汽车行驶速度之间的关系：0377.0i i rn u g a = 发动机使用外特性的T q -n 曲线拟合公式：432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T q -+-+-=汽车驱动力：ri i T F Tg q t η0=行驶阻力：2215.2115.21a D a D j w i f u A C mgf dt du m u A C Gi Gf F F F F +=+++=+++δ用matlab 编写程序如下： m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; %输入已知参数 Iw=2*Iw1+4*Iw2; fori=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4; end %从600~4000rpm 油拟合公式计算发动机转距 for j=1:5 fori=1:69Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f;endend%计算各档位下的驱动力和行驶阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图'); xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)');%作汽车驱动力与行驶阻力平衡图得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图如下：（2）①计算汽车最高车速Matlab程序如下：for k=1:175 n1(k)=3300+k*0.1;Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000)-165.44*(n1(k)/1000)^2+40.874*(n1(k)/1000)^33.8445*(n1(k)/1000)^4;Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;ua(k)=0.377*r*n1(k)/(ig(5)*i0);Fz(k)=CdA*ua(k)^2/21.15+mz*g*f;E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));end%从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到for k=1:175 %驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处) if(E(k)==min(E))%通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近) disp('汽车最高车速='); disp(ua(k));disp('km/h');end%输出结果end汽车最高车速=98.7627km/h计算得汽车最高车速为98.7627km/h。

②计算最大爬坡度Matlab程序如下：for p=1:150 %从2000rpm开始以0.5为步长搜索找驱动力n2(p)=2000+p*0.5;%与行驶阻力之差最大点(Ⅰ档处) Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000)-165.44*(n2(p)/1000)^2+40.874*(n2(p)/1000)^3-3.8445*(n2(p)/1000)^4;Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*i0*nT/r;ua(p)=0.377*r*n2(p)/(ig(1)*i0);Fz(p)=CdA*ua(p)^2/21.15+mz*g*f;af(p)=asin((Ft(p)-Fz(p))/(mz*g));end%通过其他检验程序可估计出该点大致位置(2000rpm附近) for p=1:150if(af(p)==max(af))i=tan(af(p));disp('汽车最大爬坡度='); disp(i);endend汽车最大爬坡度=0.3518计算得最大爬坡度为0.3518（3）①绘制汽车行驶加速度倒数曲线Matlab程序如下：for i=1:69 %开始计算绘制加速度倒数曲线所需数据n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;endfor j=1:5 for i=1:69 deta=1+Iw/(mz*r^2)+If*ig(j)^2*i0^2*nT/(mz*r^2);ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r-CdA*ua(i,j)^2/21.15-mz*g*f)/(deta*mz);if(a(i,j)<=0a(i,j)=a(i-1,j);endif(a(i,j)>0.05)%剔除加速度值小于0.05的数据b1(i,j)=a(i,j);u1(i,j)=ua(i,j);elseb1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);endb(i,j)=1/b1(i,j);endendx1=u1(:,1);y1=b(:,1);x2=u1(:,2);y2=b(:,2);x3=u1(:,3);y3=b(:,3);x4=u1(:,4);y4=b(:,4);x5=u1(:,5);y5=b(:,5);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);title('加速度倒数曲线'); axis([0 120 0 30]); xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/aj');%作加速度倒数曲线绘制汽车行驶加速度倒数曲线如下图所示：②计算汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的加速时间Matlab程序如下：for i=1:69%从作出的加速度倒数曲线知,各档之间无交点A=ua(i,3)-ua(69,2);%因此换档时刻按低档最高转速对应的车速计if(A<1&A>0) j=i;endB=ua(i,4)-ua(69,3);if(B<2&B>0)k=i;endif(ua(i,4)<=70)m=i;endend%以上是计算三个换档时刻t=ua(1,2)*b(1,2);%开始计算加速时间,这里是以二档起步得到的原始时间for p1=2:69 t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1-1,2))*0.5;t=t+t1(p1);end%为减小计算误差,采用梯形算法累加,以下均是for p2=j:69 t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;t=t+t2(p2);endfor p3=k:m t3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3-1,4))*0.5;t=t+t3(p3);endt=t+(ua(j,3)-ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4)-ua(69,3))*b(69,3)+(70-ua(m,4))*b(m,4);%加上了换档处未计算的那部分时间tz=t/3.6;%换算单位disp('加速时间='); disp(tz);disp('s');%输出计算结果t =100.5903加速时间=27.9417s计算得加速时间为17.9417s。

2.7（1）汽车功率平衡图发动机在各挡下的功率P e ：ri i u n kW n T n T P g a tq tq e 377.0),(300001060203==⨯⋅=-ππ 汽车的阻力功率TWf P P η+对车速a u 的关系：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+76140360013a D a T TWf Au C Gfu P P ηη Matlab 程序如下：m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; nT=0.85; f=0.013; CdA=2.77; i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];n1=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804]; Iw=2*Iw1+4*Iw2;nd=400;Qid=0.299; %输入已知参数 for j=1:5for i=1:69 n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;Pe(i)=Ttq(i)*n(i)/9550;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Pz(i,j)=(mz*f*g*ua(i,j)/3600+CdA*ua(i,j)^3/76140)/nT; endend %计算各档阻力功率 plot(ua,Pe,ua,Pz); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Pe(kW)');title('汽车功率平衡图');text(12,65,'Pe1'); text(26,65,'Pe2'); text(46,65,'Pe3'); text(80,65,'Pe4');text(115,65,'Pe5');text(98,78,'(Pf+Pw)/ηT'); %作功率平衡图绘制汽车功率平衡图如下：（2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线先确定最高档次和次高档次的发动机转速的范围，然后利用ga i i rnu 0377.0=，求出对应档位的车速。

由于汽车是等速行驶，因此发动机发出的功率应该比汽车受到的阻力功率折合到曲轴上的功率相等，即TaW f e u F F P η3600)(+=。