汽车理论.3和2.7matlab编程答案450.pdf
-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-孙野 20081268 1.3（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：0377.0iirnuga 发动机使用外特性的 Tq-n 曲线拟合公式：汽车驱动力：riiTFTgqt0 行驶阻力：2215.2115.21aDaDjwifuACmgfdtdumuACGiGfFFFF 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;for 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;end%从 6004000rpm 油拟合公式计算发动机转距 for j=1:5 for i=1:69 Ft(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;end end%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);-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-%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）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(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=98.7627 km/h 计算得汽车最高车速为 98.7627km/h。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(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=1:150 if(af(p)=max(af)i=tan(af(p);-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-disp(汽车最大爬坡度=);disp(i);end end 汽车最大爬坡度=0.3518 计算得最大爬坡度为 0.3518（3）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;end for j=1:5 for i=1:69 deta=1+Iw/(mz*r2)+If*ig(j)2*i02*nT/(mz*r2);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)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);else b1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);end b(i,j)=1/b1(i,j);end end x1=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：-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-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(A0)j=i;end B=ua(i,4)-ua(69,3);if(B0)k=i;end if(ua(i,4)=70)m=i;end end%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);end for 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);end t=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=27.9417 s-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-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 Pe：riiunkWnTnTPgatqtqe377.0),(300001060203 汽车的阻力功率TWfPP对车速au的关系：76140360013aDaTTWfAuCGfuPP 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=1:5 for 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;end end%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)/T);%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-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-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gaiirnu0377.0，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TaWfeuFFP3600)(。然后根据不同的eP和 n，用题中给出的拟合公式 44332210eeeePBPBPBPBBb求出对应工况的燃油消耗率。先利用表中的数据，使用插值法，求出每个 n 值对应的拟合系数：43210,BBBBB。在这里为了保证曲线的光滑性，使用了三次样条插值。利用求得的各个车速对应下的功率求出对应的耗油量燃油消耗率 b。利用公式guPbQas02.1，即可求出对应的车速的百公里油耗（L/100km）。Matlab 程序如下：for j=1:5 for i=1:8 Td(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;Pd(i)=n1(i)*Td(i)/9549;u(i,j)=0.377*n1(i)*r/(ig(j)*i0);end end%计算在给定转速下的发动机功率 b(1)=0.17768*Pd(1)4-5.8629*Pd(1)3+72.379*Pd(1)2-416.46*Pd(1)+1326.8;b(2)=0.043072*Pd(2)4-2.0553*Pd(2)3+36.657*Pd(2)2-303.98*Pd(2)+1354.7;b(3)=0.0068164*Pd(3)4-0.51184*Pd(3)3+14.524*Pd(3)2-189.75*Pd(3)+1284.4;b(4)=0.0018555*Pd(4)4-0.18517*Pd(4)3+7.0035*Pd(4)2-121.59*Pd(4)+1122.9;b(5)=0.00068906*Pd(5)4-0.091077*Pd(5)3+4.4763*Pd(5)2-98.893*Pd(5)+1141.0;b(6)=0.00035032*Pd(6)4-0.05138*Pd(6)3+2.8593*Pd(6)2-73.714*Pd(6)+1051.2;b(7)=0.00028230*Pd(7)4-0.047449*Pd(7)3+2.9788*Pd(7)2-84.478*Pd(7)+1233.9;b(8)=-0.000038568*Pd(8)4-0.00075215*Pd(8)3+0.71113*Pd(8)2-45.291*Pd(8)+1129.7;%计算在给定转速下的燃油消耗率 u1=u(:,1);u2=u(:,2);u3=u(:,3);u4=u(:,4);u5=u(:,5);B1=polyfit(u1,b(1,:),3);B2=polyfit(u2,b(2,:),3);B3=polyfit(u3,b(3,:),3);B4=polyfit(u4,b(4,:),3);B5=polyfit(u5,b(5,:),3);%根据计算得到的每档 8 个点拟合五条 bua 曲线 for q=1:69 bh(q,1)=polyval(B1,ua(q,1);bh(q,2)=polyval(B2,ua(q,2);-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-bh(q,3)=polyval(B3,ua(q,3);bh(q,4)=polyval(B4,ua(q,4);bh(q,5)=polyval(B5,ua(q,5);end%插值计算各档在对应转速下的燃油消耗率 for i=1:5 for q=1:69 Q(q,i)=Pz(q,i)*bh(q,i)/(1.02*ua(q,i)*7.05);%燃油的重度取为 7.05N/L end%计算各档的百公里油耗 end plot(ua(:,4),Q(:,4),ua(:,5),Q(:,5);title(4 档 5 档等速百公里油耗图)xlabel(ua(km/h);ylabel(Qs(L/100km);%作 4 档 5 档等速百公里油耗图 text(75,100,4档);text(100,46,5档);最高档与次高档的等速百公里油耗曲线：从图中可以看出，当hkmua/40时，4 档与 5 档耗油相差不多，当hkmuhkma/66/40时，5 档耗油比四档稍多，当hkmua/66时，四档耗油明显比 5 档多。这是因为在同一车速下，汽车受到的阻力基本相等，因此eP基本相等，但是在同一车速下，4 档的负荷率要比 5 档小，这就导致了 5 档的油耗较小。
