汽車理論13和27matlab編程答案

1、孫野 200812681.3（1）繪制汽車驅動力與行駛阻力平衡圖選用5擋變速器進行整車性能計算發(fā)動機轉速與汽車行駛速度之間的關系：發(fā)動機使用外特性的Tq-n曲線擬合公式：汽車驅動力：行駛阻力：用matlab編寫程序如下：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;%輸入已知參數(shù)Iw=2*Iw1+4*Iw2;for i=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.

2、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%從6004000rpm油擬合公式計算發(fā)動機轉距for j=1:5for i=1:69Ft(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;endend%計算各檔位下的驅動力和行駛阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽車驅動力與行駛阻力平衡圖');xlabel

3、('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)');%作汽車驅動力與行駛阻力平衡圖得到汽車驅動力與行駛阻力平衡圖如下：（2）計算汽車最高車速Matlab程序如下：for k=1:175n1(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/

4、21.15+mz*g*f;E(k)=abs(Ft(k)-Fz(k);end%從3300rpm開始以0.1rpm為步長搜索直到找到for k=1:175%驅動力與行駛阻力之差絕對值最小點(檔處)if(E(k)=min(E)%通過其他檢驗程序可估計出該點大致位置(3310rpm附近)disp('汽車最高車速='); disp(ua(k);disp('km/h');end%輸出結果end汽車最高車速= 98.7627km/h計算得汽車最高車速為98.7627km/h。計算最大爬坡度Matlab程序如下：for p=1:150%從2000rpm開始以0.5為步長搜索找驅

5、動力n2(p)=2000+p*0.5;%與行駛阻力之差最大點(檔處)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%通過其他檢驗程序可估計出該點大致位置(2000rpm附近)for p=1:150if(af

6、(p)=max(af)i=tan(af(p);disp('汽車最大爬坡度=');disp(i);endend汽車最大爬坡度= 0.3518計算得最大爬坡度為0.3518（3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線Matlab程序如下：for i=1:69%開始計算繪制加速度倒數(shù)曲線所需數(shù)據(jù)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;endfor j=1:5for i=1:69deta=1+Iw/(mz*r2)+If*i

7、g(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)<=0a(i,j)=a(i-1,j);endif(a(i,j)>0.05)%剔除加速度值小于0.05的數(shù)據(jù)b1(i,j)=a(i,j);u1(i,j)=ua(i,j);elseb1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);endb(i,j)=1/b1(i,j);endendx1=u1(:,1);y1=b(:

8、,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('加速度倒數(shù)曲線');axis(0 120 0 30);xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/aj');%作加速度倒數(shù)曲線 繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線如下圖所示：計算汽車用2擋起步加速行駛至70km/h的加速時間Matlab程序如下：for i=1:69%從作出的加速度倒

9、數(shù)曲線知,各檔之間無交點A=ua(i,3)-ua(69,2);%因此換檔時刻按低檔最高轉速對應的車速計if (A<1&A>0)j=i;endB=ua(i,4)-ua(69,3);if(B<2&B>0)k=i;endif(ua(i,4)<=70)m=i;endend%以上是計算三個換檔時刻t=ua(1,2)*b(1,2);%開始計算加速時間,這里是以二檔起步得到的原始時間for p1=2:69t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2)*(b(p1,2)+b(p1-1,2)*0.5;t=t+t1(p1);end%為減小計算誤差,采用梯形算法

10、累加,以下均是 for p2=j:69t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3)*(b(p2,3)+b(p2-1,3)*0.5;t=t+t2(p2);endfor p3=k:mt3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4)*(b(p3,4)+b(p3-1,4)*0.5;t=t+t3(p3);endt=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);%加上了換檔處未計算的那部分時間tz=t/3.6;%換算單位 disp('加速時間=');disp(tz);disp

11、('s');%輸出計算結果t = 100.5903加速時間= 27.9417s計算得加速時間為17.9417s。2.7（1）汽車功率平衡圖發(fā)動機在各擋下的功率Pe：汽車的阻力功率對車速的關系：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

12、*Iw2;nd=400;Qid=0.299; %輸入已知參數(shù)for j=1:5for 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; endend %計算各檔阻力功率 plot(ua,Pe,ua

13、,Pz); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Pe(kW)'); title('汽車功率平衡圖'); 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'); %作功率平衡圖繪制汽車功率平衡圖如下：（2） 最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線先確定最高

14、檔次和次高檔次的發(fā)動機轉速的范圍，然后利用，求出對應檔位的車速。由于汽車是等速行駛，因此發(fā)動機發(fā)出的功率應該比汽車受到的阻力功率折合到曲軸上的功率相等，即。然后根據(jù)不同的和n，用題中給出的擬合公式求出對應工況的燃油消耗率。先利用表中的數(shù)據(jù)，使用插值法，求出每個n值對應的擬合系數(shù)：。在這里為了保證曲線的光滑性，使用了三次樣條插值。利用求得的各個車速對應下的功率求出對應的耗油量燃油消耗率b。利用公式，即可求出對應的車速的百公里油耗（L/100km）。Matlab程序如下：for j=1:5for i=1:8Td(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/

15、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);endend %計算在給定轉速下的發(fā)動機功率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

16、.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

17、-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;%計算在給定轉速下的燃油消耗率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,:)

18、,3);%根據(jù)計算得到的每檔8個點擬合五條bua曲線for q=1:69bh(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 %插值計算各檔在對應轉速下的燃油消耗率for i=1:5 for q=1:69 Q(q,i)=Pz(q,i)*bh(q,i)/(1.02*ua(q,i)*7.05); %燃油的重度取為7.05N/Lend %計算各檔的百公里油耗endplot(ua(:,4),Q(:,4),ua(:,5),Q(:,5);