汽車理論課程設(shè)計：基于Matlab的汽車動力性的仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成 績 2009 屆 海南大學(xué)機電工程學(xué)院汽車工程系汽 車 理 論 課 程 設(shè) 計題 目： 汽車動力性的仿真 學(xué) 院： 機 電 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 09級交通運輸 姓 名： 黃 生 銳 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 編號名 稱件數(shù)頁數(shù)編號名 稱件數(shù)頁數(shù)1課程設(shè)計論文13Matlab編程源程序12設(shè)計任務(wù)書12012年6月20日汽車理論課程設(shè)計任務(wù)書姓名黃生銳學(xué)號專業(yè)09交通運輸課程設(shè)計題目汽車動力性的仿真內(nèi)容摘要：本設(shè)計的任務(wù)是對一臺Passat 1.8T手動標準型汽車的動力性能進行仿真。采用MATLAB編程仿真其性能，其優(yōu)點是：一是能過降低實際成本，提高效率；二是獲得

2、較好的參數(shù)模擬，對汽車動力性能提供理論依據(jù)。主要任務(wù)：根據(jù)該車的外形、輪距、軸距、最小離地間隙、最小轉(zhuǎn)彎半徑、車輛重量、滿載重量以及最高車速等參數(shù)，結(jié)合自己選擇的適合于該車的發(fā)動機型號求出發(fā)動機的最大功率、最大扭矩、排量等重要的參數(shù)。并結(jié)合整車的基本參數(shù)，選擇適當?shù)闹鳒p速比。依據(jù)GB、所求參數(shù)，結(jié)合汽車設(shè)計、汽車理論、機械設(shè)計等相關(guān)知識，計算出變速器參數(shù)，進行設(shè)計。論證設(shè)計的合理性。設(shè)計要求：1、動力性分析：1) 繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖；2) 求汽車的最高車速、最大爬坡度；3) 用圖解法或編程繪制汽車動力特性曲線4) 汽車加速時間曲線。2、燃油經(jīng)濟性分析：1) 汽車功率平衡圖；完成內(nèi)容

3、：1Matlab編程汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖2編程繪制汽車動力特性曲線圖3編程汽車加速時間曲線圖4課程設(shè)計論文1份 專心-專注-專業(yè) 汽車動力性仿真摘要本文是對Passat 1.8T手動標準型汽車的動力性能采用matlab編制程序，對汽車動力性進行計算。從而對汽車各個參數(shù)做出準確的仿真研究，為研究汽車動力性提供理論依據(jù)，本文主要進行的汽車動力性仿真有：最高車速、加速時間和最大爬坡度。及相關(guān)汽車燃油性經(jīng)濟。關(guān)鍵詞：汽車；動力性；試驗仿真；matlab1. Passat 1.8T手動標準型汽車參數(shù)功率Pe（kw）轉(zhuǎn)速n（r/min）15100036175050220066285080330090

4、400011051001055500各檔傳動比主減速器傳動比第1檔3.6654.778第2檔1.999第3檔1.407第4檔1第5檔0.472車輪半徑0.316（m）傳動機械效率0.91假設(shè)在良好瀝青或水泥路面上行駛，滾動阻力系數(shù)0.014整車質(zhì)量1522kgCDA2.4m22. 最高車速汽車的最高車速是指汽車標準滿載狀態(tài)，在水平良好的路面(混凝土或瀝青路面)上所能達到的最高行駛速度。由已知的Tq曲線和其他參數(shù)可得到汽車各擋位下的驅(qū)動力Ft，并可做出驅(qū)動力曲線。（a）（b）（c）（d）汽車在水平路面上勻速行駛時阻力包括滾動阻力和空氣阻力，運用公式（b）可求出不同擋位下汽車的行駛速度，繼而利用公

5、式（c）、公式（d）分別求出滾動阻力和空氣阻力。Ft+Fw與車速的關(guān)系為行駛阻力曲線，結(jié)合公式（a）的各檔驅(qū)動力曲線就得到汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡，如圖1。第Ft5曲線與Ft+Fw曲線的交點便是最高車速u。顯然最高車速為90km/h。3.加速時間常用原地起步加速時間與超車加速時間來表明汽車的加速能力。原地起步加速時間是指汽車由擋或擋起步，并以最大的加速度（包括選擇最恰當?shù)膿Q擋時間）逐步換至最高擋到某一預(yù)定的距離或車速所需的時間。如圖2.一般常用0100km/h所需的時間來表明原地起步的加速能力。4.最大爬坡度汽車的上坡能力是用滿載時汽車在良好的路面上的最大爬坡度。轎車的最高車速大，加速時間短，經(jīng)

6、常在較好的道路上行駛，一般不強調(diào)它的爬坡能力；然而，它的擋加速能力大，故爬坡能力也強。貨車在各種地區(qū)的各種道路上行駛，所以必須具有足夠的爬坡能力，一般最大爬坡度在30%即16.7左右。(1) (2) (3) 為坡道的角度(4) 5.汽車功率平衡汽車行駛時，不僅驅(qū)動力和行駛阻力互相平衡，發(fā)動機功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡。如圖3汽車功率平衡圖。式中，為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩（N*m）；n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）。發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速=1000r/min,最高轉(zhuǎn)速=5500r/min附件：matlab編程原程序（1）驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖（注：紅色字為本文要仿真的參數(shù)）Matlab輸入語句：close al

7、l;n=linspace(1000,5500);%設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍ua1=0.377*0.316*n/(4.778*3.665);%公式計算各檔車速范圍ua2=0.377*0.367*n/(4.778*1.999);ua3=0.377*0.367*n/(4.778*1.407);ua4=0.377*0.367*n/(4.778*1.00);ua5=0.377*0.367*n/(4.778*0.472);Ttq=(-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4);% Ttq-n 曲線擬合公式x

8、1=3.665;x2=1.999;x3=1.407;x4=1;x5=0.472;Ft1=x1*Ttq*4.778*0.91/0.316;%公式計算各檔對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的驅(qū)動力Ft2=x2*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft3=x3*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft4=x4*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft5=x5*Ttq*4.778*0.91/0.316;F1=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua1.2;%公式計算各檔對應(yīng)的各個車速下的行駛阻力F2=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua2.2;F3=1522*9.8*

9、0.014+(2.4/21.15)*ua3.2;F4=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua4.2;F5=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua5.2;plot(ua1,Ft1,g,ua2,Ft2,g,ua3,Ft3,g,ua4,Ft4,g,ua5,Ft5,g,ua1,F1,r,ua2,F2,r,ua3,F3,r,ua4,F4,r,ua5,F5,r);%汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖xlabel(ua/(km/h);%汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖ylabel(F/N);title(汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖);（2）汽車功率平衡仿真Matlab輸入語句：clo

10、se all;n=linspace(1000,5500);%設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍ua1=0.377*0.316*n/(4.778*3.665);%公式計算各檔車速范圍ua2=0.377*0.367*n/(4.778*1.999);ua3=0.377*0.367*n/(4.778*1.407);ua4=0.377*0.367*n/(4.778*1.00);ua5=0.377*0.367*n/(4.778*0.472);Ttq=(-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4);% Ttq-n 曲線

11、擬合公式x1=3.665;x2=1.999;x3=1.407;x4=1;x5=0.472;Ft1=x1*Ttq*4.778*0.91/0.316;%公式計算各檔對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的驅(qū)動力Ft2=x2*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft3=x3*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft4=x4*Ttq*4.778*0.91/0.316;Ft5=x5*Ttq*4.778*0.91/0.316;F1=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua1.2;%公式計算各檔對應(yīng)的各個車速下的行駛阻力F2=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua2.2;F3=1522

12、*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua3.2;F4=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua4.2;F5=1522*9.8*0.014+(2.4/21.15)*ua5.2;Pe1=Ft1.*ua1./3600;%計算各檔對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的功率Pe2=Ft2.*ua2./3600;Pe3=Ft3.*ua3./3600;Pe4=Ft4.*ua4./3600;Pe5=Ft5.*ua5./3600;P1=F1.*ua1./(3600*0.85);%計算各檔對應(yīng)的各個車速下的行駛阻力功率P2=F2.*ua2./ (3600*0.85);P3=F3.*ua3./ (3600*0.8

13、5);P4=F4.*ua4./ (3600*0.85);P5=F5.*ua5./ (3600*0.85);plot(ua1,Pe1,b,ua2,Pe2,b,ua3,Pe3,b,ua4,Pe4,b,ua5,Pe5,b,ua1,P1,r,ua2,P2,r,ua3,P3,r,ua4,P4,r,ua5,P5,r);%汽車功率平衡圖xlabel(ua/(km/h);%汽車功率平衡圖 ylabel(P/kW);title(汽車功率平衡圖);axis(0,160,0,80);（3）汽車2檔加速時間仿真Matlab輸入語句：clearnT=0.85;r=0.316;f=0.014;CDA=2.4;i0=4.7

14、78;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=1552;g=9.8;G=m*g; ig=3.665 1.999 1.407 1.00 0.472;nmin=600;nmax=1000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2);endua=6:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;del

15、ta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377; Tq=-19

16、.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*