汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)說明書

1、海南大學(xué)汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)說明書題目：汽車動(dòng)力性計(jì)算學(xué)號(hào)：20140507310069姓名：郭東東年 級(jí)：年14 級(jí)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院系別：汽車系專 業(yè)：車輛工程指導(dǎo)教師：張建珍年 6月 1日完成日期：2017汽車動(dòng)力性計(jì)算目 錄1. 題目要求31.1. 題目要求31.2. 車型參數(shù)32. 計(jì)算步驟42.1. 1.繪制功率外特性和轉(zhuǎn)矩外特性曲線42.2. 繪制驅(qū)動(dòng)力一一行駛阻力平衡圖62.3. 3.繪制動(dòng)力特性圖92.4. 繪制加速度曲線和加速度倒數(shù)曲線122.5. 繪制加速時(shí)間曲線182.5.1. 二擋原地起步連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線182.5.2. 最高檔和次高檔超車加速時(shí)間223. 結(jié)論分析2

2、73. 1.汽車的最高車速”山273. 2.汽車的加速時(shí)間t273. 3.汽車能爬上的最大坡度ia274.心得體會(huì)28參考資料29291.題目要求1.1.題目要求（1）根據(jù)書上所給的發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性曲線擬合公式，繪制功率外特性 和轉(zhuǎn)矩外特性曲線；（2）繪制驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖；（3）繪制動(dòng)力特性圖；（4）繪制加速度時(shí)間曲線和加速度倒數(shù)曲線；（5）繪制加速時(shí)間曲線，包括原地起步連續(xù)換擋加速時(shí)間和最高檔和次 高檔加速時(shí)間、加速區(qū)間（初速度和末速度）按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T12543-2009規(guī)定選取，并在說明書中具體說明選??；（6）對(duì)動(dòng)力性進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。L 2.車型參數(shù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性Tq-n

3、曲線的擬合公式為Tq = T9.313 + 295.27（嬴 - 165.44（嬴2 + 40.874（嬴一 38445（嬴4式中，L.為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（N-m） ； n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nnin=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nn;1.=4000r/min裝載質(zhì)量2000kg整車裝備質(zhì)量1800kg總質(zhì)量3880kg0. 367m車輪半徑傳動(dòng)系機(jī)械效率n i=0. 84滾動(dòng)阻力系數(shù)f=0.016空氣阻力系數(shù)X迎風(fēng)面積Ci>A=2. 77m2主減速器傳動(dòng)比飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變速器傳動(dòng)比軸距io=5. 97IfO. 218kg m2Iwi=l. 79

4、8kg m:112=3. 598kg m:ii=6. 09；i2=3. 09；i3=1.71；i 4=1. 00L=3. 2 m質(zhì)心至前軸距離（滿載）a=l. 947m質(zhì)心高（滿載）hg=0. 9m2.計(jì)算步驟2.1. 繪制功率外特性和轉(zhuǎn)矩外特性曲線由發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性曲線擬合公式：Tq = T9.313 + 295.27(嬴-165.44(嬴2 + 40.874()3345 扁，求出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tq與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。接著由功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式:Pe = I9550求出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。在MATLAB界面運(yùn)行得n=600：100:4000；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000

5、)-165. 44*(n/1000)/2+40. 874*(n/1000)3-3. 8445*(n/1000)4；Pe=Ttq. *n/9550；plot (n,Pe)；holdon；plot (n,Ttq)xlabel('n/(r/min),)；ylabel('Pe(kw),)title(*Pe-n 和 Ttq-n')gtext('Pe')gtext ('Ttq')在MATLAB中得圖一n/(r/min)圖一發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線2.2. 繪制驅(qū)動(dòng)力一一行駛阻力平衡圖根據(jù)公式 在MATLAB里運(yùn)行得程序 igl=6. 09； ig2=3. 0

6、9； ig3=l. 71； ig4=1.00； nT=0. 84； r=0. 367； f=0. 016；CDA=2. 77； i0=5. 97；140.218；Iwl=1.798；Iw2=3. 598；m=1800；g=9. 8；G=m*g；n=600：100:4000；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). *3-3. 8445*(n/1000). *4；Ftl=Ttq*igl*iO*nT/r；Ft2=Ttq*ig2*iO*nT/r；Ft3=T tq*i g3*i 0*nT/r；Ft4=Ttq

7、*ig4*iO*nT/r；ual=0. 377*r*n/(igl*i0)；ua2=0. 377*r*n/(ig2*i0)；ua3=0. 377*r*n/(ig3*i0)；ua4=0. 377*r*n/(ig4*i0)；Ff=G*f；ua=linspace(0,120,100)；Fw=CDA*ua. 2/21. 15；F=Ff+Fw；Ff=F-Fw；plot(ual,Ftl)；holdon；plot (ua2,Ft2)；plot(ua3,Ft3)；plot(ua4,Ft4)；plot(ua,Ff)；plot(ua,F)；xlabel('ua(km/h)')ylabel('

8、F/N*)title。四擋驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖)gtext(*Ftl*)gtext('Ft2')gtext(* Ft31)gtext(fFt4')gtext('Fw+Ff')gtext('Ff')ua,F=ginput(1)在MATLAB運(yùn)行得圖二圖二 驅(qū)動(dòng)力一一行駛阻力平衡圖2. 3.繪制動(dòng)力特性圖汽車的動(dòng)力因數(shù)由公式D =三G在MATLAB中運(yùn)行得程序igl=6. 09；ig2=3. 09；ig3=1.71；ig4=1.00；nT=0. 84；r=0. 367；40.016；CDA=2. 77；i0=5. 97；140.218；Iw

9、l=1.798；Iw2=3. 598；m=1800；g=9. 8；G=m*g；n=600：100:4000；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). *3-3. 8445*(n/1000). *4；Ftl=Ttq*igl*iO*nT/r；Ft2=Ttq*ig2*iO*nT/r；Ft3=T tq*i g3*i 0*nT/r；Ft4=Ttq*ig4*iO*nT/r；ual=0. 377*r*n/(igl*i0)；ua2=0. 377*r*n/(ig2*i0)；ua3=0. 377*r*n/(ig3*i0

10、)；ua4=0. 377*r*n/(ig4*i0)；Fwl=CDA*ual. *2/21. 15；Fw2=CDA*ua2. "2/21. 15；Fw3=CDA*ua3. 2/21. 15；Fw4=CDA*ua4. 2/21. 15；ua=linspace(0,120,35)；Fw=CDA*ua. 2/21. 15；Dl=(Ftl-Fwl)/G；D2=(Ft2-Fw2)/G；D3=(Ft3-Fw3)/G；D4=(Ft4-Fw4)/G；f=Fw/G；plot(ual,DI)；holdonplot(ua2,D2)；plot(ua3,D3)；plot (ua4,D4)；plot(ua,f)；

11、xlabel Cua(km/h)')；ylabel('D')；title('四擋動(dòng)力特性圖')；gtextC I ')gtext (' II ')gtext (' III')gtext ('IV ')gtext('f')ua,D=ginput(l)則在MATLAB里獲取的動(dòng)力特性圖見圖三。圖三動(dòng)力特性圖2. 4.繪制加速度曲線和加速度倒數(shù)曲線由行駛方程式:Ttqigio TC)A 9。du -1 = Gf + Gi + 1un2 + 6m r21.15 a dt設(shè)Fj =0,則有du

12、dt= _LEt_(Ff + Fw)在MATLAB中運(yùn)行得程序igl=6. 09；ig2=3. 09；ig3=l. 71；ig4=1.00；nT=O. 84；r=0.367；f=0.016；CDA=2. 77；i0=5. 97；140.218；Iwl=1.798；Iw2=3. 598；m二1800；g=9. 8；G=m*g；n=600：100:4000；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). "3-3. 8445*(n/1000). *4；Ftl=Ttq*igl*iO*nT/r；Ft2=T

13、tq*ig2*iO*nT/r；Ft3=Ttq*ig3*iO*nT/r；Ft4=Ttq*ig4*iO*nT/r；ual=0. 377*r*n/(igl*i0)；ua2=0. 377*r*n/(ig2*i0)；ua3=0. 377*r*n/(ig3*i0);ua4=0. 377*r*n/(ig4*i0)；Fl=G*f+CDA*ual. "2/21. 15；F2=G*f+CDA*ua2. "2/21. 15；F3=G*f+CDA*ua3. *2/21. 15；F4=G*f+CDA*ua4. "2/21. 15；dl=l+(Iwl+Iw2+If*igl'2*iO&

14、#39;2*nT)/(m*r'2)； d2=l+(Iwl+Iw2+If*ig2'2*i0'2*nT)/(m*r'2)； d3=l+(Iwl+Iw2+If*ig3'2*i0'2*nT)/(m*r'2)； d4=l+(Iwl+Iw2+If*ig4'2*i0*2*nT)/(m*r'2)； al=(Ftl-Fl)/(dl*m);a2=(Ft2-F2)/(d2*m)；a3=(Ft3-F3)/(d3*m)；a4=(Ft4-F4)/(d4*m)；plot(ual,al)；holdon；plot(ua2,a2)；plot(ua3,a3)；

15、plot(ua4,a4)；title('行駛加速度曲線')xlabel('ua')ylabel('a/(m/s-2),)gtext(' 1 ')gtext ( II )gtext (' III')gtext ('IV')在MATLAB里獲取加速度曲線如圖四36行駛加速度曲線 4ua3 6 2 52 1 0.s、E)/e圖四行駛加速度曲線同理在MATLAB中運(yùn)行得igl=6. 09；ig2=3. 09；ig3=l. 71；ig4=1.00；nT=0. 84：r=0. 367；40.016；CDA=2. 77；

16、i0=5. 97；If=0. 218；Iwl=1.798；Iw2=3. 598；m=1800；g=9. 8；G=m*g；n=600：100:4000；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). *3-3. 8445*(n/1000). *4；Ftl=Ttq*igl*iO*nT/r；Ft2=Ttq*ig2*iO*nT/r；Ft3=Ttq*ig3*iO*nT/r；Ft4=Ttq*ig4*iO*nT/r；ual=0. 377*r*n/(igl*i0)；ua2=0. 377*r*n/(ig2*i0)；ua3=

17、0. 377*r*n/(ig3*i0)；ua4=0. 377*r*n/(ig4*i0)；Fl=G*f+CDA*ual. 2/21. 15;F2=G*f+CDA*ua2. *2/21. 15；F3=G*f+CDA*ua3. "2/21. 15；F4=G*f+CDA*ua4. "2/21. 15；dl=l+(Iwl+Iw2+If*igr2*iO2*nT)/(m*r*2)； d2=l+(Iwl+Iw2+If*ig2'2*i0'2*nT)/(m*r'2)； d3=l+(Iwl+Iw2+If*ig3'2*i0*2*nT)/(m*r'2)； d4

18、=l+(Iwl+Iw2+If*ig4'2*i0'2*nT)/(m*r'2)； bl=dl*m./(Ftl-Fl)；b2=d2*m. /(Ft2-F2)；b3=d3*m. /(Ft3-F3)；b4=d4*m. /(Ft4-F4)；plot(ual,bl)；hoidon；plot(ua2,b2);plot(ua3,b3)；plot(ua4,b4)；title('加速度倒數(shù)曲線')xlabel('ua (km/h)')ylabel('1/a')gtext('1/al')；gtext('l/a2')

19、gtext('l/a3")gtext (*l/a4f)在MATLAB中獲取加速度倒數(shù)曲線如圖五。圖五加速度倒數(shù)曲線2. 5.繪制加速時(shí)間曲線用積分法求加速時(shí)間a2 1t = dua2. 5.1.二擋原地起步連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線在MATLAB中運(yùn)行得程序nT=O. 84；r=0.367；f=0.016；CDA=2. 77；i0=5. 97；If=O. 218；Iwl=1.798;Iw2=3. 598；m=1800；g=9. 8；G=m*g；ig=6. 093. 091.711.00；nmin=600；nmax=4000；ul=0. 377*r*nmin. /ig/iO；u2=0

20、. 377*r*nmax. /ig/iO；deta=O*ig；fori=l：4deta(i)=l+(Ivl+Iw2)/(m*r"2) + (If*(ig(i) -2*iO*nT) / (m*r-2)； endua=0：0. 01:99；N=length(ua)；n=0；Ttq=O；Ft=O；inv_a=O*ua；delta=O*ua；Ff=G*f；Fw=CDA*ua. "2/21. 15；fori=2：Nk=i；ifua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0. 377；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44

21、*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). -3-3. 8445*(n/1000). *4；Ft=Ttq*ig(2)*iO*nT/r；inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)；delta(i)=0. 01*inv_a(i)/3. 6；elseifua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0. 377；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). 3-3. 8445*(n/1000). *4；Ft=Ttq*ig(3)*iO*nT/

22、r；inva(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)；delta=0. 01*inv_a(i)/3. 6；elsen=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0. 377；Ttq=-19. 313+295. 27*(n/1000)165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). "3-3. 8445*(n/1000). *4；Ft=Ttq*ig(4)*iO*nT/r；inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)；delta(i)=0. 01*inv_a(i)/3. 6；enda=delta(2：k)；t (i)=sum(

23、a)；endplot (t,ua)；axis(0 40 0 120)title('二擋原地起步連續(xù)換擋時(shí)間曲線')；xlabel(速度 ua (km/h )')；ylabel ('時(shí)間 t (s)');tua=ginput(1)由MATLAB獲取原地起步連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線如圖六二檔原旭起步摭擋加速時(shí)間曲線 1201008060402000510152025303540時(shí)間但(qEn 超期圖六二擋原地起步連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線2. 5. 2.最高檔和次高檔超車加速時(shí)間在MATLAB界面運(yùn)行得程序ig(l)=6. 09；ig(2)=3.09；ig(3)=1.

24、71；ig(4)=1.00；nT=0. 84；r=0. 367；40.016；CDA=2. 77；i0=5. 97；L=3. 2； a=1.947；hg=O. 9；If=O. 218；Iwl=1.798；Iw2=3. 598；pg=7. 0；m二1800；g=9. 8；G=m*g；n=600：4000；nmin=600；nmax=4000；k=200；n=linspace(nmin,nmax,k)；fori=l：4deta(i)=l + (Iwl+Iw2)/(m*r"2) + (If*(ig(i) '2*iO'2*nT) / (m*r'2)； endTq=-1

25、9. 313+295. 27*(n/1000)-165. 44*(n/1000). *2+40. 874*(n/1000). -3-3. 8445*(n/1000). "4；fori=l：4ua(i, ：)=0. 377*n. *r/(ig(i)*i0);endfori=l：4Ft (i, ： )=Tq. *ig(i) *iO*nT/r；enduua=linspace (0,120,k)；Fw=CDA*uua. "2/21. 15；F=CDA*uua. 2/21. 15+G*f;fori=l：4forj=l：200a (i, j) = (Ft (i, j)-F(j) / (

26、deta (i) *m)；endenda_re=l./a；j=l;whileua(3,j)<40產(chǎn) j+1；endml=j;J=l；whileua(3,j)<41j=j+l;endm2=j;j=l;whileua(4,j)<41j=j+l;endm3=j；J=l；whileua(4,j)<60j=j+1；endm4=j;fori=l：(m2-ml)Ts(i) = (ua(3,ml+i)-ua(3,ml+i-l)/3. 6/a(3,ml+i-1)；endt(l)=Ts(l)；fori=l：t(i+l)=t(i)+Ts(i+l)endfori=l：(m4-m3)Ts(m2-

27、ml+i) = (ua(4,m3+i)-ua(4,m3+i-l)/3. 6/a(4,m3+iT)；endfori=l：(m4-m3)t (m2-ml+i)=t (m2-ml+iT) +Ts (m2-ml+i);endfigureplot (t,horzcat (ua(3, ml：m2T),ua(4, m3：m4-l)axis(0,25,30,60)title('超車加速時(shí)間')xlabel('t/s')ylabel('ua/(km/h)')t,ua=ginput(1)由MATLAB獲得超車加速時(shí)間曲線如圖七60汽車超車時(shí)車速時(shí)間曲線圖5 D 5 D 5 5 5 4 4 3 (M/ulwen圖七超車加速時(shí)間曲線3.結(jié)論分析3.L汽車的最高車速Ua最高車速是指在良好水泥路面（混凝土或?yàn)r青）上汽車能達(dá)到的最高 行駛速度。由驅(qū)動(dòng)力一行駛阻力平衡圖可知