江苏大学《汽车工程学Ⅱ》课程设计说明书设计题目：汽车动力性、经济性与制动性研究姓名：班级：学号：指导教师：日期：20xx年x月x日目录《汽车工程学Ⅱ》课程设计任务书 (3)一、目的和任务 (3)二、内容和要求 (3)三、参数 (4)第一章汽车动力性能计算 (5)一、汽车发动机外特性计算 (5)二、驱动力与行驶阻力平衡图 (6)三、动力特性图 (11)第二章汽车燃油经济性计算 (16)一、等速百公里油耗曲线 (16)第三章汽车制动性计算 (19)一、制动效能评定 (19)二、制动方向稳定性分析 (22)小结 (23)参考文献 (24)《汽车工程学Ⅱ》课程设计任务书一、目的和任务《汽车工程学I》课程设计的目的和任务是通过该课程设计使学生学会综合运用计算机程序设计、汽车工程学理论进行汽车的动力性、燃油经济性、制动性能的计算与分析方法，掌握确定这些性能参数的依据，各性能评价指标的意义及其数值范围。
二、内容和要求1．要求（含工作量要求）1)计算部分应包括原始数据、公式来源及符号说明。
2)符号应尽可能的与《汽车工程学》教材相一致，统一采用国际或工程单位，对同一车型的计算，单位应统一；3)计算数据要列入表格；4)作图比例应恰当；5)作业应整洁、字迹清晰，计算结果准确，曲线光滑，粗细均匀；图上文字按制图标准；6)按期完成。
2. 内容1)编写汽车动力性、燃油经济性、制动性能计算程序；2)计算汽车的驱动力、行驶阻力、动力因素、加速度、爬坡度、等速百公里油耗、附着系数利用率等参数；3)作出发动机外特性及使用外特性、驱动力与行驶阻力平衡图、动力特性图、爬坡图、直接档等速百分里油耗、理想、实际制动力分配曲线、附着系数利用率曲线结合实例分析动力性和经济性、制动效能与制动稳定性的关系。
3．进度安排（学时）三、参数表1 一汽大众捷达1.6L自动档部分参数表表2 一汽大众捷达1.6L自动档燃油经济性拟合参数表第一章 汽车动力性能计算一、汽车发动机外特性计算假设新捷达1.6L 自动档汽车的EA211系列发动机转矩tq T （N.m ）与转速n 关系如下：20.000005(3800)155tq T n =--+ （1-1）功率2.[0.000005(3800)155]95509550tq e T nn n P --+⨯== (KW) （1-2） 运用matlab 编程： n=600:100:6500;Ttq=-0.000005*(n-3800).^2+155; Pe=Ttq.*n/9550;max_where1=find(Ttq==max(Ttq)); max_where2=find(Pe==max(Pe)); plot(n,Ttq,n,Pe,'--') xlabel('n/(r/min)') legend('Ttq','Pe')title('捷达1.6L 自动汽车发动机外特性图')disp(['最大值Ttq=' num2str(max_where1) '对应n=' num2str(n(max_where1))]) disp(['最大值Pe=' num2str(max_where2) '对应n=' num2str(n(max_where2))])作图如下：图1-1 捷达1.6LEA211系列发动机外特性图由图1-1得知，在n=3800r/min 时，该发动机具有最大输出转矩max tq T =155N.m ；在n=6000r/min 时，该发动机具有最大输出功率max e P =81KW ，当转速继续增加时，功率下降。
二、驱动力与行驶阻力平衡图1.驱动力计算0tq q Tt T i i F rη= （1-3）20.000005(3800)155tq T n =--+ (,)t g a Ft f i u =00.377a gnru i i =（1-4）运用matlab 编程： n=600:100:6500;Ttq=-0.000005*(n-3800).^2+155;ig1=4.15; ig2=2.37; ig3=1.56; ig4=1.15; ig5=0.86; ig6=0.69; i0=7; nt =0.85;r=0.38;Ft1=ig1* i0*nt /r *Ttq;Ft2=ig2* i0*nt /r *Ttq;Ft3=ig3* i0*nt /r *Ttq;Ft4=ig4* i0*nt /r *Ttq;Ft5=ig5* i0*nt /r *Ttq;Ft6=ig6* i0*nt /r *Ttq;ua1=0.337*r*n/i0/ig1;ua2=0.337*r*n/i0/ig2;ua3=0.337*r*n/i0/ig3;ua4=0.337*r*n/i0/ig4;ua5=0.337*r*n/i0/ig5;ua6=0.337*r*n/i0/ig6;plot(ua1,Ft1,'-')hold onplot(ua2,Ft2,'o')hold onplot(ua3,Ft3,'+')hold onplot(ua4,Ft4,':')hold onplot(ua5,Ft5,'--')hold onplot(ua6,Ft6,'-.')xlabel('ua/(km/h)')legend('Ft1', 'Ft2', 'Ft3', 'Ft4', 'Ft5', 'Ft6')title('捷达1.6L自动汽车驱动力图')作图如下：图1-2 捷达1.6L自动档汽车驱动力图2.行驶阻力计算行驶阻力221.15D a f w C Au F F F Gf =+=+（1-5）式中，G 、f 与D C 、A 均已知，所以()a F f u =。
3.驱动力与行驶阻力平衡图 运用matlab 编程： n=600:100:6500;Ttq=-0.000005*(n-3800).^2+155;ig1=4.15; ig2=2.37; ig3=1.56; ig4=1.15; ig5=0.86; ig6=0.69; i0=7; nt =0.85;r=0.38;f=0.015;m=1545;G=m*9.8; CD=0.4;A=1.429*1.415; Ft1=ig1* i0*nt /r *Ttq; Ft2=ig2* i0*nt /r *Ttq; Ft3=ig3* i0*nt /r *Ttq;Ft4=ig4* i0*nt /r *Ttq;Ft5=ig5* i0*nt /r *Ttq;Ft6=ig6* i0*nt /r *Ttq;ua1=0.337*r*n/i0/ig1;ua2=0.337*r*n/i0/ig2;ua3=0.337*r*n/i0/ig3;ua4=0.337*r*n/i0/ig4;ua5=0.337*r*n/i0/ig5;ua6=0.337*r*n/i0/ig6;ua=linspace(0,180,100);Ff=G*f;Fw=CD*A*ua.^2/21.15;F=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,'-')hold onplot(ua2,Ft2,'o')hold onplot(ua3,Ft3,'+')hold onplot(ua4,Ft4,':')hold onplot(ua5,Ft5,'--')hold onplot(ua6,Ft6,'-.')hold onplot(ua,F,'-')xlabel('ua/(km/h)')legend('Ft1', 'Ft2', 'Ft3', 'Ft4', 'Ft5', 'Ft6', 'F')title('捷达1.6L自动汽车驱动力--行驶阻力图')作图如下：图1-3 捷达1.6L 自动档汽车驱动力与行驶阻力平衡图由图1-3可知，六档时汽车最高车速max a u =168.88km/h 。
4.加速度计算由汽车行驶方程式t f w i j F F F F F =+++（设i F =0）得，()j t f w F F F F =-+，所以加速度1[()]t f w du F F F dt mδ=-+ （1-6） ∴ [()]t f w mdt du F F F δ=-+ （1-7）所以加速时间21()u ut f w mt du F F F δ=-+⎰ （1-8）其中，1u 、2u 为加速前后的速度。
三、动力特性图1.动力因数计算动力因数221.15tq g T D at wT i i C AuF F rDG Gη--==（1-9）运用matlab编程：n=600:100:6500;Ttq=-0.000005*(n-3800).^2+155;ig1=4.15; ig2=2.37; ig3=1.56; ig4=1.15; ig5=0.86; ig6=0.69; i0=7; nt =0.85;r=0.38; m=1545;G=m*9.8;CD=0.4;A=1.429*1.415;Ft1=ig1* i0*nt /r *Ttq;Ft2=ig2* i0*nt /r *Ttq;Ft3=ig3* i0*nt /r *Ttq;Ft4=ig4* i0*nt /r *Ttq;Ft5=ig5* i0*nt /r *Ttq;Ft6=ig6* i0*nt /r *Ttq;ua1=0.337*r*n/i0/ig1;ua2=0.337*r*n/i0/ig2;ua3=0.337*r*n/i0/ig3;ua4=0.337*r*n/i0/ig4;ua5=0.337*r*n/i0/ig5;ua6=0.337*r*n/i0/ig6;Fw1=CD*A*ua1.^2/21.15;Fw2=CD*A*ua2.^2/21.15;Fw3=CD*A*ua3.^2/21.15;Fw4=CD*A*ua4.^2/21.15;Fw5=CD*A*ua5.^2/21.15;Fw6=CD*A*ua6.^2/21.15;D1=(Ft1-Fw1)/G;D2=(Ft2-Fw2)/G;D3=(Ft3-Fw3)/G;D4=(Ft4-Fw4)/G;D5=(Ft5-Fw5)/G;D6=(Ft6-Fw6)/G;ua=linspace(0,180,100);Fw=CD*A*ua.^2/21.15;f=Fw/G;plot(ua1,D1)hold onplot(ua2,D2)hold onplot(ua3,D3)hold onplot(ua4,D4)hold onplot(ua5,D5)hold onplot(ua6,D6)hold onplot(ua,f)xlabel('ua/(km/h)')title('捷达1.6L自动汽车动力特性图') text(26,0.65, 'D1')text(40,0.35, 'D2')text(60,0.25, 'D3')text(80,0.19, 'D4')text(70,0.12, 'D5')text(80,0.08, 'D6')text(170,0.09, 'f')作图如下：图1-4 捷达1.6L 自动档汽车动力特性图2.最大爬坡度计算 设j F =0，则cos sin cos sin f i j t w f i F F F F F F F Gf G D f G G G G αααα++-++=====+因为α很小，max max max sin tan i αα≈=，所以max max max cos sin I D f αα=+ （1-10） 将2max max cos 1sin αα=-1-10）式，整理得22max max max1arcsin I I D f D f α--+= （1-11） 最大爬坡度22max max max max1tan tan(arcsin I I D f D f i α--+== （1-12）3.爬坡图由汽车行驶方程式（j F =0）得()i t f w F F F F =-+ （1-13）即sin ()t f w G F F F α=-+ 所以，()arcsin t f w F F F Gα-+= （1-14）运用matlab 编程： n=600:100:6500;Ttq=-0.000005*(n-3800).^2+155;ig1=4.15; ig2=2.37; ig3=1.56; ig4=1.15; ig5=0.86; ig6=0.69; i0=7; nt =0.85;r=0.38;f=0.015;m=1545;G=m*9.8; CD=0.4;A=1.429*1.415; Ft1=ig1* i0*nt /r *Ttq; Ft2=ig2* i0*nt /r *Ttq; Ft3=ig3* i0*nt /r *Ttq; Ft4=ig4* i0*nt /r *Ttq; Ft5=ig5* i0*nt /r *Ttq; Ft6=ig6* i0*nt /r *Ttq; ua1=0.337*r*n/i0/ig1; ua2=0.337*r*n/i0/ig2; ua3=0.337*r*n/i0/ig3; ua4=0.337*r*n/i0/ig4; ua5=0.337*r*n/i0/ig5; ua6=0.337*r*n/i0/ig6; Fw1=CD*A*ua1.^2/21.15; Fw2=CD*A*ua2.^2/21.15; Fw3=CD*A*ua3.^2/21.15; Fw4=CD*A*ua4.^2/21.15; Fw5=CD*A*ua5.^2/21.15;Fw6=CD*A*ua6.^2/21.15;Ff=G*f;F1=Ff+Fw1;F2=Ff+Fw2;F3=Ff+Fw3;F4=Ff+Fw4;F5=Ff+Fw5;F6=Ff+Fw6;i1=tan(asin((Ft1-F1)/G));i2=tan(asin((Ft2-F2)/G));i3=tan(asin((Ft3-F3)/G));i4=tan(asin((Ft4-F4)/G));i5=tan(asin((Ft5-F5)/G));i6=tan(asin((Ft6-F6)/G));plot(ua1,i1)hold onplot(ua2,i2)hold onplot(ua3,i3)hold onplot(ua4,i4)hold onplot(ua5,i5)hold onplot(ua6,i6)xlabel('ua/(km/h)')ylabel('i')title('捷达1.6L自动汽车爬坡图') text(27,0.65, 'i1')text(40,0.39, 'i2')text(60,0.25, 'i3') text(80,0.19, 'i4') text(70,0.12, 'i5') text(80,0.08, 'i6')作图如下：图1-5 捷达1.6L 自动档汽车爬坡图由图1-5可知，汽车最大爬坡度为Ⅰ档时的最大爬坡度，max max I i i ==0.853，所以max 42α︒=。