汽车理论习题Matlab程序.pdf
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1、.1/38 1.3 确定一轻型货车的动力性能货车可装用 4 挡或 5 挡变速器,任选 其中的一种进行整车性能计算:1绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图.2求汽车最高车速,最大爬坡度与克服该坡度时相应的附着率.3绘制汽车行驶加速度倒数曲线,用图解积分法求汽车用 2 档起步加速行驶至70km/h的车速时间曲线,或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间.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 式中,Tq 为发动机转矩Nm;n 为发动机转速r/min.发动机的最低转速 nmin=600r/min,最高转速 nmax=4000r/min.装载质量 2000
2、kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 t=0.85 滚动阻力系数 f=0.013 空气阻力系数迎风面积 CDA=2.77m2 主减速器传动比 i0=5.83 飞轮转动惯量 If=0.218kgm2 二前轮转动惯量 Iw1=1.798kgm2 四后轮转动惯量 Iw2=3.598kgm2 变速器传动比 ig 档 档 档 档 档 四档变速器 6.09 3.09 1.71 1.00-.2/38 五档变速器 5.56 2.769 1.644 1.00 0.793 轴距 L=3.2m 质心至前轴距离满载 a=1.974m 质心高满载 hg=0.9m
3、 解:Matlab 程序:求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序:n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*-165.44*.2+40.874*.3-3.8445*.4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig*i0*nT/r;Ft3=
4、Tq*ig*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig/i0;ua2=0.377*r*n/ig/i0;ua3=0.377*r*n/ig/i0;ua4=0.377*r*n/ig/i0;ua5=0.377*r*n/ig/i0;ua=0:5:120;Ff=G*f;.3/38 Fw=CDA*ua.2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot;title;xlabelua;ylabelFt;gtext,gtext,gtext,gtext,gtext,gtext;zoom on;x,y=ginput;zoom off;disp;d
5、isp;disp;汽车最高车速=99.3006 km/h 求汽车最大爬坡度程序:n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*-165.44*.2+40.874*.3-3.8445*.4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig/i0
6、;Ff=G*f;.4/38 Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tanasinmax;disp;disp;disp;汽车最大爬坡度=35.2197%求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序:clear n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*-165.44*.2+40.874*.3-3.8445*.4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nT=0.85;r=0.367;f=
7、0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig/i0;.5/38 ua2=0.377*r*n/ig/i0;ua3=0.377*r*n/ig/i0;ua4=0.377*r*n/ig/i0;ua5=0.377*r*n/ig/i0;Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fw2=CDA*ua2
8、.2/21.15;Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15;Fw5=CDA*ua5.2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+/+If*ig2*i02*nT/;deta2=1+/+If*ig2*i02*nT/;deta3=1+/+If*ig2*i02*nT/;deta4=1+/+If*ig2*i02*nT/;deta5=1+/+If*ig2*i02*nT/;a1=/;ad1=1./a1;a2=/;ad2=1./a2;a3=/;ad3=1./a3;a4=/;ad4=1./a4;a5=/;ad5=1./a5;plot;axis;title;xlabelua
9、;ylabel;.6/38 gtext;gtext;gtext;gtext;gtext;a=max;af=asinmax/G;C=tan/a/L+hg*tan/L;disp;disp;假设后轮驱动,最大爬坡度相应的附着率=0.4219 clear nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin.
10、/ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;.7/38 deta=0*ig;for i=1:5 deta=1+/+If*ig2*i02*nT/;end ua=6:0.01:99;N=length;n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.2/21.15;for i=1:N k=i;if ua=u2 n=ua*ig*i0/r/0.377;Tq=-19.313+295.27*-165.44*2+40.874*3-3.8445*4;Ft=Tq*ig*i0*nT/r;inv_a=deta*m/Ft-Ff-Fw;delta=
11、0.01*inv_a/3.6;elseif ua=u2 n=ua*ig*i0/r/0.377;Tq=-19.313+295.27*-165.44*2+40.874*3-3.8445*4;Ft=Tq*ig*i0*nT/r;inv_a=deta*m/Ft-Ff-Fw;delta=0.01*inv_a/3.6;elseif ua=u2.8/38 n=ua*ig*i0/r/0.377;Tq=-19.313+295.27*-165.44*2+40.874*3-3.8445*4;Ft=Tq*ig*i0*nT/r;inv_a=deta*m/Ft-Ff-Fw;delta=0.01*inv_a/3.6;else
12、 n=ua*ig*i0/r/0.377;Tq=-19.313+295.27*-165.44*2+40.874*3-3.8445*4;Ft=Tq*ig*i0*nT/r;inv_a=deta*m/Ft-Ff-Fw;delta=0.01*inv_a/3.6;end a=delta;t=sum;end plot;axis;title;xlabel;ylabel;ginput ans=.9/38 25.8223 70.0737 25.7467 70.0737 所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s 2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性.负荷特性曲线的拟合公式为
13、:44332210eeeePBPBPBPBBb 其中,b 为燃油消耗率g/;Pe 为发动机净功率kW;拟合式中的系数随转速 n 变化.怠速油耗smLQid/299.0怠速转速 400r/min.计算与绘制题 1.3 中货车的 1汽车功率平衡图.2 最高档与次高档的等速百公里油耗曲线.或利用计算机求货车按 3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗.计算中确定燃油消耗值 b 时,若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等,可由相邻转速的两根曲线用插值法求得.解:Matlab 程序:(1)汽车功率平衡图程序:clear n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*-165.4
14、4*.2+40.874*.3-3.8445*.4;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;ua1=0.377*r*n/ig/i0;ua2=0.377*r*n/ig/i0;ua3=0.377*r*n/ig/i0;.10/38 ua4=0.377*r*n/ig/i0;ua5=0.377*r*n/ig/i0;Pe1=Tq.*ig*i0.*ua1./;Pe2=Tq
15、.*ig*i0.*ua2./;Pe3=Tq.*ig*i0.*ua3./;Pe4=Tq.*ig*i0.*ua4./;Pe5=Tq.*ig*i0.*ua5./;ua=0:0.35:119;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.2/21.15;Pf=Ff*ua/3600;Pw=Fw.*ua/3600;Pe0=./nT;Pe=max;plot;axis;title;xlabelua;ylabelPe;gtext,gtext,gtext,gtext,gtext,gtext/et,gtext;2最高档与次高档的等速百公里油耗曲线程序:clear n=600:1:4000;m=3880;g=9.8;.11/38
16、 G=m*g;ig=5.562.769 1.644 1.00 0.793;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46-303.98-189.75-121.59-98.893-73.714-84.478-45.291;B20=72.37
17、9 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;B30=-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.00075215;B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230-0.000038568;B0=spline;B1=spline;B2=spline;B3=spline;B4=spline;Ff=G*f;ua4=0.377*r*n/ig/i0;ua5=0.377*r*n
18、/ig/i0;Fz4=Ff+CDA*/21.15;Fz5=Ff+CDA*/21.15;Pe4=Fz4.*ua4./;Pe5=Fz5.*ua5./;for i=1:1:3401 b4=B0+B1*Pe4+B2*Pe4.2+B3*Pe4.3+B4.12/38*Pe4.4;b5=B0+B1*Pe5+B2*Pe5.2+B3*Pe5.3+B4*Pe5.4;end pg=7.0;Q4=Pe4.*b4./;Q5=Pe5.*b5./;plot;axis;title;xlabelua;ylabel;gtext,gtext;3.1 改变 1.3 题中轻型货车的主减速器传动比,做出0i为 5.17、5.43、5.8
19、3、6.17、6.33.13/38 时的燃油经济性加速时间曲线,讨论不同0i值对汽车性能的影响.解:Matlab 程序:主程序:i0=5.17,5.43,5.83,6.17,6.33;%输入主传动比的数据 for i=1:1:5 y=jiasushijiani0;%求加速时间 end y;for i=1:1:5 b=youhaoi0;%求对应i0的六工况百公里油耗 end b;plot hold on b1=linspaceb,b,100;y1=spline;%三次样条插值 plot;%绘制燃油经济性-加速时间曲线 title;xlabel百公里油耗;ylabel;gtext,gtext,gt
20、ext,gtext,gtext;子程序:function y=jiasushijian%求加速时间的处理函数 n1=linspace;%先求各个档位的驱动力.14/38 nmax=4000;nmin=600;r=0.367;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;G=*9.8;ig=6.09,3.09,1.71,1.00;%i0=5.83 for i=1:1:4%i为档数 uamax=chesunmax,r,ig,i0;%计算各个档位的最大速度与最小速度 uamin=chesunmin,r,ig,i0;ua=linspaceuamin,uamax,100;n=zhuansuua,
21、r,ig,i0;%计算各个档位的转速X围 Ttq=zhuanjun;%求出各档位的转矩X围 Ft=qudongliTtq,ig,i0,yita,r;%求出驱动力 F=f*G+CDA*ua.2/21.15;%求出滚动阻力和空气阻力的和 delta=1+1.798+3.598+0.218*ig2*yita/;%求转动质量换算系数 a=1./delta.*3880./Ft-F;%求出加速度 F2=Ft-F;end%下面分各个档位进行积分,求出加速时间 temp1=ua/3.6;temp1=1./a;n1=1;for j1=1:1:100 if uamaxua&ua=70 temp2=ua/3.6;t
22、emp2=1./a;.15/38 n1=n1+1;end end n2=1;for j1=1:1:100 if uamaxua&ua=70;temp3=ua/3.6;temp3=1./a;n2=n2+1;end end y=temp1*temp1+qiujitemp1,temp1+qiujitemp2,temp2+qiujitemp3,temp3;end function ua=chesu;%由转速计算车速 ua=0.377*r.*n/;function n=zhuansu;%求转速 n=ig*i0.*ua./;end function y=zhuanju;%求转矩函数 y=-19.313+2
23、95.27.*-165.44.*.2+40.874.*.3-3.8445.*.4;function y=qudongli;%求驱动力函数 y=/r;end function p=qiuji%求积分函数.16/38 n0=size;n=n0;x=linspacex0,x0,200;y=spline;%插值%figure;plot;p=trapz;end%求不同i0下的六工况油耗 function b=youhao;global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n%声明全局变量 ig=6.09,3.09,1.71,1.00;r=0.367
24、;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;%i0=5.83;G=*9.8;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880;%汽车的基本参数设定 n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46-303.98-189.75-121.59-98.893-73.714-84.478-45.291;B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593
25、2.9788 0.71113;B30=-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.00075215;B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230-0.000038568;n=600:1:4000;B0=spline;B1=spline;B2=spline;%使用三次样条插值,保证曲线的光滑连续 B3=spline;.17/38 B4=spline;ua4=0.377*r.*n./i0*ig;%求出发动机转速X围内对应的I
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