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1、序号：2-01汽车理论课程设计说明书题目：汽车动力性计算班级： 车辆1202 姓名： 学号： 序号： 2-01 指导教师： 目录1题目要求12计算步骤13结论84心得体会95参考资料91.题目要求确定一轻型货车的动力性能（4挡）：1. 根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制Pe和Ttq-曲线；2. 绘制驱动力-行驶阻力平衡图；3. 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上。4. 绘制动力特性图；5. 绘制加速度倒数曲线；6. 绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和直接挡加速时间（计算速度区间按GB/T12543-1990规定选取）；7. 列表表示最高档和次高档在10整数倍
2、车速参数值;8. 对动力性进行总体评价。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟合公式为式中，Tq为发动机转矩（N.m）；n为发动机转速（r/min）。发动机的最低转速=600r/min，最高转速=4000r/min滚动阻力系数 f=0.01；空气阻力系数迎风面积 =2.6 ；变速器传动比ig为表1所示：表1 变速器传动比ig挡挡挡挡4挡变速器6.093.091.711.00轴距 L=3.2m；质心至前轴距离（满载） a=1.947m质心高 =0.9m2.计算步骤1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制Pe和Ttq-曲线：由所给发动机使用外特性曲线拟合公式求出发动机转矩
3、Ttq与发动机转速n的关系。接着由功率与转矩的关系式求出功率与转速的关系式。在MATLAB中将两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：图1 发动机外特性曲线2） 绘制驱动力-行驶阻力平衡图：根据公式 。在MATLAB里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所示。图2 驱动力行驶阻力平衡图93）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图：发动机的负荷率由公式U= 求得，则在MATLAB里获取汽车等速行驶时发动机负荷率图如图3所示。图3 发动机负荷率图4）绘制动力特性图：汽车的动力因数由公式则在MATLAB里获取的动力特性图见图4。图4 动力特性图5）绘制加速度倒数曲线:由汽车行驶方程在MATLAB里获取加速度倒
4、数曲线如图5。图5 加速度曲线图6 加速度倒数曲线6) 绘制加速时间曲线：包括原地起步连续换挡加速时间和直接挡加速时间。原地起步连续换挡加速时间是车辆由静止状态加速到最高车速的90%并向下圆整至5的整数倍车速（本车为85km/h）所需要的时间。直接挡加速时间是车辆由60km/h全油门加速到最高车速的90%并向下圆整至5的整数倍车速（本车为85km/h）所需要的时间。由公式MATLAB中所得到的两条曲线如图6。图6 加速时间曲线7) 列表表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值：由图1 至 图5取点得到表2：表2 最高档行驶时的运行情况 车速(km/h) 参数20406080等速水平路行驶发动机
5、负荷率(%)24.225.135.652.8等速水平路Ff (N)3.80等速水平路Fw (N)49.1196442786等速水平路Fw+ Ff (N)4295768221167动力因数D0.0450.0550.0480.037最大a (m/s2)0.3380.4330.3730.262对应1/a (s2/m)2.952.302.673.80发动机能够发出最大功率（kW）9.8425.538.449.01.02由图1 至 图5取点得到表3：表3 次高档行驶时的运行情况 车速(km/h) 参数204060等速水平路行驶发动机负荷率(%)11.214.827.7等速水平路Ff (N)380等速水平
6、路Fw (N)49.1196442等速水平路Fw+ Ff (N)429576822动力因数D0.9890.09710.0662最大a (m/s2)0.8350.8170.527对应1/a (s2/m)1.191.221.89发动机能够发出最大功率（kW）21.143.249.31.043结论1)汽车的最高车速uamax。最高车速是指在良好水泥路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶速度。根据中华人民共和国道路交通安全法规定，货车在高速道路上行驶车速不高于90km/h，该车uamax=96.41km/h，满足对最高车速的要求。2）汽车的加速时间t：汽车的加速时间表示汽车的加速能力，汽车的加速时
7、间表示汽车的加速能力，常用原地起步加速时间和超车加速时间表示。原地起步加速时间指汽车由一档或二档起步，并以最大加速强度（包括悬着恰当的换挡时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间指用最高档或次高档由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间。超车加速能力强，并行程短，行驶就安全。国标规定：对于最高车速大于1OOkm/h的汽车，原地起步连续换挡加速时间表示为从0加速到100km/h所用的时间；对于对于最高车速小于1OOkm/h的汽车车辆由静止状态全油门加速到最高车速的90%向下圆整到5的整倍数车速（本车为85km/h）所需的时间。该轻型货车原地起步连续换挡加速到85km
8、/h所需的时间大约为41秒，汽车对加速能力较强。该轻型货车由60km/h到85km/h，直接挡加速时间大约为23秒，所以该车超车能力较强。3）汽车能爬上的最大坡度：汽车的上坡能力是汽车的上坡能力是用满载是汽车在良好路面上的最大爬坡度imax表示。因轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样，通常要求货车的在30%左右，本车的最大爬坡坡道角为即imax=35.2%大于要求的30%，满足最大爬坡度的要求。由于货车经常以最高档行驶，本车的最高档爬坡坡道角为即imax=3.3%可见最高档的最大爬坡度过小，会迫使货车在遇到最小的坡度时经常换档，影响了行驶的平均速度。4）比功率：比功
9、率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。本车的比功率为61.7326/3.880=15.91kw/t。通常规定轻型货车的比功率为14kw/t。可见该车满足要求。5）市场上现有同类车的性能参数：众田牌ZTP1043W轻型载货车的性能参数：最高车速:95km/h扭矩:265Nm最大扭矩转速：2200r/min最大输出功率：76kw本轻型载货车的性能参数：最高车速：96km/h左右，比众田牌货车高点。扭矩：174Nm左右，远低于众田牌货车。最大扭矩转速：2000r/min左右，比众田牌货车低，说明此车低转速就可以达到最大扭矩。最大输出功率：61.73kw小于众田牌货车。综合来看，本车动
10、力性比众田牌ZTP1043W轻型载货车要差，但基本符合使用要求。6) 通过与现有车型以及经验数据的动力性能参数比较，可以看出本题目的货车的动力性能良好，结构参数选择较为合理，能基本满足使用要求。4.心得体会MATLAB是一款用于算数开发、数据可视化、数据分析及数值计算的软件。通过使用MATLAB，进一步提高了自己的逻辑思维能力，同时增强了自己的自学能力。在课程设计初期，对于本软件的学习是通过网络、培训PPT和软件自带的英文版HELP文件进行的。这其中印象最深刻的是FOR循环，经常无法正常输出结果，问题通常出现在条件表达式中，如果缺少条件表达式，循环会变为死循环。缺少循环变量更新表达式，循环无法正常进行。通过不断地调试，最终得到了正确结果。通过本次课程设计，进一步加深了对汽车理论这门课动力性方面知识的理解，尤其是基本概念（如汽车行驶方程式、原地起步加速时间和超车加速时间）以及各个曲线（如驱动力行驶阻力图、汽车动力特性图等）的识别。编写一个完美的程序需要足够的耐心，本次课程设计锻炼了我的耐心。同时一个好的程序还需要足够简洁，想办法简化程序也很重要。5.参考资料1 余志生. 汽车理论M. 北京：机械工业出版社，1989.
