汽车理论大作业.doc

一、确定一轻型货车的动力性能。 1） 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图； 2） 求汽车最高车速与最大爬坡度； 3） 绘制汽车行驶加速度倒数曲线；用计算机求汽车用档起步加速行驶至 70km/h 所需的加速时间。 已知数据略。（参见汽车理论习题第一章第3题） 解题程序如下:用Matlab语言 (1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图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; 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 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 plot(ua,Ft,ua,Ff,ua,Ff+Fw) title(汽车驱动力与行驶阻力平衡图); xlabel(ua(km/h); ylabel(Ft(N); gtext(Ft1)gtext(Ft2)gtext(Ft3)gtext(Ft4)gtext(Ft5)gtext(Ff+Fw) (2)求最大速度和最大爬坡度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 for k=1:175 if(E(k)=min(E) disp(汽车最高车速=); disp(ua(k); disp(km/h); end end for p=1:150 n2(p)=2000+p*0.5; 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 for p=1:150 if(af(p)=max(af) i=tan(af(p); disp(汽车最大爬坡度=); disp(i); end end 汽车最高车速=99.0679km/h 汽车最大爬坡度=0.3518 （3） 计算2档起步加速到70km/h所需时间 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 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) 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(加速度倒数时间曲线); axis(0 120 0 30); xlabel(ua(km/h); ylabel(1/aj); gtext(1/a1)gtext(1/a2)gtext(1/a3)gtext(1/a4)gtext(1/a5) for i=1:69 A=ua(i,3)-ua(69,2); 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 t=ua(1,2)*b(1,2); 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 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); tz=t/3.6; disp(加速时间=); disp(tz); disp(s); 加速时间=29.0585s 二、计算与绘制题1 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。 已知数据略。（参见汽车理论习题第二章第7题） 解题程序如下:用Matlab语言 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; n1=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804; Iw=2*Iw1+4*Iw2; nd=400; Qid=0.299; 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)=n(i)*Ttq(i)/9549; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0); Pz(i,j)=(mz*g*f*ua(i,j)/3600.+CdA*ua(i,j)3/76140.)/nT; end end plot(ua,Pe,ua,Pz); title(汽车功率平衡图); xlabel(ua(km/h); ylabel(Pe,Pz(kw); gtext(I)gtext(II)gtext(III)gtext(IV)gtext(V)gtext(P阻) for j=1:5 for i=1:8 Td(i)=-19.313+295.27*(n1(i)/1000.0)-165.44*(n1(i)/1000.0)2+40.874*(n1(i)/1000.0)3-3.8445*(n1(i)/1000.0)4; Pd(i)=n1(i)*Td(i)/9549; u(i,j)=0.377*n1(i)*r/(ig(j)*i0); end end 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)40.00075215*Pd(8)3+0.71113*Pd(8)245.291*Pd(8) +1129.7; u1=u(:,1); u2=u(:,2); u3=u(:,3); u4=u(:,4); u5=u(:,5); B1=polyfit(u1,b,3); B2=polyfit(u2,b,3); B3=polyfit(u3,b,3); B4=polyfit(u4,b,3); B5=polyfit(u5,b,3); for q=1:69 bh(q,1)=polyval(B1,ua(q,1); bh(q,2)=polyval(B2,ua(q,2); 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 for i=1:5 for q=1:69 Q(q,i)=Pz(q,i)*bh(q,i)/(1.02*ua(q,i)*7.05); end end plot(ua(:,4),Q(:,4),ua(:,5),Q(:,5); title(四档五档等速百公里油耗图); xlabel(ua(km/h); ylabel(Qs(L/100km); 三、一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数如下：载荷质量（kg）质心高hg/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数空载40800.8453.9502.1000.38满载92901.1703.9502.9500.381） 计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率曲线2） 求行驶车速Ua30km/h，在0.80路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间0.02s，制动减速度上升时间0.02s。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。Matlab程序：m1=4080;hg1=0.845;a1=2.100; m2=9290;hg2=1.17;a2=2.95; beta=0.38;L=3.95;z=0:0.05:1gf1=beta.*z*L./(L-a1+z*hg1);gf2=beta.*z*L./(L-a2+z*hg2);gr1=(1-beta).*z*L./(a1-z*hg1);gr2=(1-beta).*z*L./(a2-z*hg2);g=z;for i=1:21 if (z(i)0.15); g3(i)=z(i)+0.08; end if(z(i)=0.3); g3(i)=0.38+(z(i)-0.3)/0.74; end end z1=0.15:0.01:0.3; g4=z1-0.08; plot(z,gf1,-.,z,gf2,z,gr1,-.,z,gr2,z,g,z,g3,xk,z1,g4,x)axis(0 1 0 1.2)title(利用附着系数与制动强度的关系曲线)xlabel(制动强度z/g)ylabel(利用附着系数g)gtext(空车前轴)gtext(空车后轴)gtext(满载前轴)gtext(满载后轴)gtext(ECE法规)C=0:0.05:1;Er1=(a1/L)./(1-beta)+C*hg1/L)*100;Ef=(L-a2)/L./(beta-C*hg2/L)*100;Er=(a2/L)./(1-beta)+C*hg2/L)*100;plot(C,Er,C,Ef,C,Er1)axis(0 1 0 100)title(前后附着效率曲线)xlabel(附着系数C)ylabel(制动效率（%）)gtext(满载)gtext(Ef)gtext(Er)gtext(空载)gtext(Er)C1=0.8E1=(ak1/L)./(1-beta)+C1*hg1/L);E2=(am2/L)/(1-beta)+C1*hg2/L);a1=E1*C1*9.8;a2=E2*C1*9.8;ua=30;i21=0.02;i22=0.02;s1=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*ak1);s2=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*am2);disp(满载时不抱死的制动距离=)disp(s2)disp(空载时不抱死的制动距离=)disp(s1)满载时不抱死的制动距离=5.3319空载时不抱死的制动距离=6.8406beta3=1 beta4=0 Ekr=(a1/L)/(1-beta4)+C1*hg1/L);Ekf=(L-a1)/(beta3*L-C1*hg1);Emf=(L-a2)/L./(beta3-C1*hg2/L);Emr=(a2/L)./(1-beta4)+C1*hg2/L);akr=0.8*9.8*Ekr;akf=0.8*9.8*Ekf;amr=0.8*9.8*Emr;amf=0.8*9.8*Emf;skr=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*akr);skf=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*akf);smf=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*amf);smr=(i21+i22/2)*ua/3.6+ua2/(25.92*amr);disp(空车后管路失效时制动距离)disp(skf)disp(空车前管路失效时制动距离)disp(skr)disp(满载后管路失效时制动距离)disp(smf)disp(满载前管路失效时制动距离)disp(smr)运行结果为：空车后管路失效时制动距离8.0879空车前管路失效时制动距离10.0061满载后管路失效时制动距离 13.5986满载前管路失效时制动距离7.5854