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1、汽车动力性计算目 录1.题目要求31.1.题目要求31.2.车型参数32.计算步骤42.1.绘制功率外特性和转矩外特性曲线42.2.绘制驱动力行驶阻力平衡图62.3.绘制动力特性图92.4.绘制加速度曲线和加速度倒数曲线122.5.绘制加速时间曲线182.5.1.二挡原地起步连续换挡加速时间曲线182.5.2.最高档和次高档超车加速时间223.结论分析273.1.汽车的最高车速uamax273.2.汽车的加速时间t273.3.汽车能爬上的最大坡度imax274.心得体会28参考资料291. 题目要求1.1. 题目要求（1） 根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性
2、曲线；（2） 绘制驱动力-行驶阻力平衡图；（3） 绘制动力特性图；（4） 绘制加速度时间曲线和加速度倒数曲线；（5） 绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间、加速区间（初速度和末速度）按照国家标准GB/T12543-2009规定选取，并在说明书中具体说明选取；（6） 对动力性进行总体评价。1.1.1.1.2. 车型参数汽车发动机使用外特性Tq-n曲线的拟合公式为Tq=-19.313+295.27(n1000)-165.44(n1000)2+40.874(n1000)3-3.8445(n1000)4式中，Tq为发动机转矩（Nm）；n为发动机转速（r/min）。发动
3、机的最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000r/min装载质量 2000kg整车装备质量 1800kg总质量 3880kg车轮半径 0.367m传动系机械效率 T=0.84滚动阻力系数 f=0.016空气阻力系数迎风面积 CDA=2.77m2主减速器传动比 i0=5.97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 i1=6.09；i2=3.09；i3=1.71；i4=1.00轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） a=1.947m质心高（满载） hg=0.9m2. 计算步骤2.1
4、. 绘制功率外特性和转矩外特性曲线由发动机使用外特性曲线拟合公式：Tq=-19.313+295.27(n1000)-165.44(n1000)2+40.874(n1000)3-3.8445(n1000)4求出发动机转矩Tq与发动机转速n的关系。接着由功率与转矩的关系式：Pe=Ttqn9550求出功率与转速的关系。在MATLAB界面运行得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;Pe=Ttq.*n/9550;plot(n,Pe);holdon;p
5、lot(n,Ttq)xlabel(n/(r/min);ylabel(Pe(kw)title(Pe-n和Ttq-n)gtext(Pe)gtext(Ttq)在MATLAB中得图一图一 发动机外特性曲线2.2. 绘制驱动力行驶阻力平衡图根据公式 Ft=Tqigi0Tr在MATLAB里运行得程序ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;nT=0.84;r=0.367;f=0.016;CDA=2.77;i0=5.97;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=1800;g=9.8;G=m*g;n=600:100:4000;Ttq=-19.313+295.
6、27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r;Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/(ig1*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-F
7、w;plot(ua1,Ft1);holdon;plot(ua2,Ft2);plot(ua3,Ft3);plot(ua4,Ft4);plot(ua,Ff);plot(ua,F);xlabel(ua(km/h)ylabel(F/N)title(四挡驱动力-行驶阻力平衡图)gtext(Ft1)gtext(Ft2)gtext(Ft3)gtext(Ft4)gtext(Fw+Ff)gtext(Ff)ua,F=ginput(1)在MATLAB运行得图二图二 驱动力行驶阻力平衡图2.3. 绘制动力特性图汽车的动力因数由公式 D=Ft-FwG在MATLAB中运行得程序ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=
8、1.71;ig4=1.00;nT=0.84;r=0.367;f=0.016;CDA=2.77;i0=5.97;If=0.218;Iw1=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;Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r;Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/(ig1*i
9、0);ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);Fw1=CDA*ua1.2/21.15;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;D1=(Ft1-Fw1)/G;D2=(Ft2-Fw2)/G;D3=(Ft3-Fw3)/G;D4=(Ft4-Fw4)/G;f=Fw/G;plot(ua1,D1);holdonplot(ua2,D2);plot(ua3,
10、D3);plot(ua4,D4);plot(ua,f);xlabel(ua(km/h);ylabel(D);title(四挡动力特性图);gtext()gtext()gtext()gtext()gtext(f)ua,D=ginput(1)则在MATLAB里获取的动力特性图见图三。图三 动力特性图2.4. 绘制加速度曲线和加速度倒数曲线由行驶方程式：Ttqigi0Tr=Gf+Gi+CDA21.15ua2+mdudt设Fi=0，则有dudt=1mFt-(Ff+Fw)在MATLAB中运行得程序ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;nT=0.84;r=0.367;f=
11、0.016;CDA=2.77;i0=5.97;If=0.218;Iw1=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;Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r;Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;Ft3=Ttq*ig3*i0*nT/r;Ft4=Ttq*ig4*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/(ig1*i0);ua2=0.377*r*n/(ig2*i0);ua3=0.
12、377*r*n/(ig3*i0);ua4=0.377*r*n/(ig4*i0);F1=G*f+CDA*ua1.2/21.15;F2=G*f+CDA*ua2.2/21.15;F3=G*f+CDA*ua3.2/21.15;F4=G*f+CDA*ua4.2/21.15;d1=1+(Iw1+Iw2+If*ig12*i02*nT)/(m*r2);d2=1+(Iw1+Iw2+If*ig22*i02*nT)/(m*r2);d3=1+(Iw1+Iw2+If*ig32*i02*nT)/(m*r2);d4=1+(Iw1+Iw2+If*ig42*i02*nT)/(m*r2);a1=(Ft1-F1)/(d1*m);a
13、2=(Ft2-F2)/(d2*m);a3=(Ft3-F3)/(d3*m);a4=(Ft4-F4)/(d4*m);plot(ua1,a1);holdon;plot(ua2,a2);plot(ua3,a3);plot(ua4,a4);title(行驶加速度曲线)xlabel(ua)ylabel(a/(m/s-2)gtext()gtext()gtext()gtext()在MATLAB里获取加速度曲线如图四图四 行驶加速度曲线同理在MATLAB中运行得ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;nT=0.84;r=0.367;f=0.016;CDA=2.77;i0=5.97;If=0.218;Iw1=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;Ft1=Ttq*ig1*i0*nT/r;Ft2=Ttq*ig2*i0*nT/r;
