实验一 汽车动力性仿真计算
实验目的
1.掌握汽车动力性评价指标和评价方法
2.学会使用matlab 对汽车动力性指标进行计算 实验内容
1.学习汽车动力性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车动力性图形 实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室 软件环境：matlab2016a 及以上版本 实验步骤
1.学习汽车动力性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车动力性图形 实验报告
1. 运用matlab 解决《汽车理论》第一章习题1.3
1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft=
r
i i T t
o g tq η
行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G •f +
2D 21.12A C a u +G •i+dt
du
m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0
g i n
r 0.377
ua i ⋅= 由本题的已知条件,即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系,编程即可得到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 ①由1）得驱动力与行驶阻力平衡图，汽车的最高车速出现在5档时汽车的驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处，Ua max ＝99.08m/s 2。
②汽车的爬坡能力，指汽车在良好路面上克服w f F F +后的余力全部用来（等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度，
车最大爬坡度为Ⅰ档时的最大爬坡度。
利用MATLAB 计算可得，352.0max =i 。
③如是前轮驱动，1ϕC ＝
q
b hg q L L -；相应的附着率1ϕC 为1.20，不合理，舍去。
如是后轮驱动，2ϕC ＝q
a hg q L L
+；相应的附着率2ϕC 为0.50。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，求加速时间
利用MATLAB 画出汽车的行驶加速度图和汽车的加速度倒数曲线图：
忽略原地起步时的离合器打滑过程，假设在初时刻时，汽车已具有Ⅱ档的最低车速。
由于各档加速度曲线不相交（如图三所示），即各低档位加速行驶至发动机转速达到最到转速时换入高档位；并且忽略换档过程所经历的时间。
结果用MATLAB 画出汽车加速时间曲线如图五所示。
如图所示，汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的加速时间约为26.0s 。
m ax i
实验一 汽车制动性能仿真计算
实验目的
1.掌握汽车制动性能评价指标和评价方法
2.学会使用matlab 对汽车制动性能指标进行计算 实验内容
1.学习汽车制动性能理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车制动性能图形 实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室 软件环境：matlab2016a 及以上版本 实验步骤
1.学习汽车制动性能理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车制动性能图形 实验报告
1.运用matlab 解决《汽车理论》第四章习题4.3
1）前轴的利用附着系数公式为：()g zh b L
z
+=
1
f βϕ，
后轴的利用附着系数公式为：()g zh a L
z
--=
1
)1(r βϕ
该货车的利用附着系数曲线图如下所示（相应的MATLAB 程序见附录）
制动效率为车轮不抱死的最大制动减速度与车轮和地面间摩擦因数的比值，即前轴的制动效率为L h L b z
E g f f
f //ϕβϕ-=
=
，后轴的制动效率为L
h L
a z E g r r r /)1(/ϕβϕ+-==
，
画出前后轴的制动效率曲线如下图所示：
2)由制动距离公式max 2
002292.2526.31b a a a u u s +
⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττ，已知"
+'222
1ττ=0.03s, 0a u =30km/h,φ=0.80,需求出m ax b a 。
利用制动效率曲线，从图中读出：φ=0.80的路面上，空载时后轴制动效率约等于0.68，满载时后轴制动效率为0.87。
m ax b a =制动效率*φ*g
所以车轮不抱死的制动距离(采用简化公式计算)：
空载时8.98.067.092.25303003.06.312
⨯⨯⨯+⨯⨯=s =6.86m 满载时8
.98.087.092.25303003.06.312
⨯⨯⨯+⨯⨯=s =5.33m 。
3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s ，制动系后部管路损坏时汽车的制动距
离's 。
①制动系前部管路损坏时
则在后轮将要抱死的时候，2()Xb z g G
F F a zh Gz L
ϕϕ==-= 得：g
a z L h ϕ
ϕ=
+，max b a zg =
空载时，max b a ＝3.562
/m s ，满载时max b a ＝4.732
/m s 。
制动距离：20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=10.1m,空载时s=7.63m 。
②制动系后部管路损坏时 则在前轮将要抱死时，
得：g
b z L h ϕ
ϕ=
-，max b a zg =
空载时，max b a ＝2.602
/m s ，满载时max b a ＝4.432
/m s 。
制动距离：20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=13.6m,空载时s=8.02m 。
实验一 汽车操纵稳定性仿真计算
实验目的
1.掌握汽车操纵稳定性评价指标和评价方法
2.学会使用matlab 对汽车操纵稳定性指标进行计算 实验内容
1.学习汽车操纵稳定性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车操纵稳定性图形 实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室 软件环境：matlab2016a 及以上版本 实验步骤
1.学习汽车操纵稳定性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车操纵稳定性图形 实验报告
1.运用matlab 解决《汽车理论》第五章习题5.11
1）稳定性因数
2
22122/0024.062618585.1110185463.1048.32.1818m s k b k a L m K =⎪⎭
⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
特征车速74.18km/h /20.6m /1===s K u ch 2） 稳态横摆角速度增益曲线
a s
r u -⎪⎭⎫
δω如下图所示：
车速u=22.35m/s 时的转向灵敏度
3.3690=sw
r
δω/20=0.168
3） 态储备系数1576.0L -S.M.212=-+='=
L
a
k k k a a ， g a y 4.0=时前、后轮侧偏角绝对值之差
6.10281.0048.34.00024.021==⨯⨯=⋅=-rad g L a K y αα
()
16.1/,4113.17,,0210==--==
=
R R L
R R L L
R ααδδδ
4） 速u=30.56m/s 时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有（圆）频率
()
Hz f s rad Ku mI k k u L Z
8874.0,/5.581022
10==+=
ω，
阻尼比(
)
()()
5892.0122
2
1212212=++-+-=
Ku k k mI L k k I k b k a m Z
Z ζ，
反应时间s Lk mua 1811.011arctan 2
00
22
=-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢
⎢⎣⎡
---=
ζωζ
ωζτ
峰值反应时间s 3899.011arctan 2
02=+-⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=
τζωζζε。