free]《汽车理论》课后部分习题程序[/free]

一、确定一轻型货车的动力性能。

1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；

2)求汽车最高车速与最大爬坡度；

3)绘制汽车行驶加速度倒数曲线；用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h所需的加速时间。

已知数据略。(参见《汽车理论》二版P237页，习题第一章第一题)

解题程序如下:用Matlab语言

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;

#输入已知参数

Iw=2*Iw1+4*Iw2;

for 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;

end

#从600~4000rpm油拟合公式计算发动机转距

for j=1:5

for i=1:69

Ft(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;

end

end

#计算各档位下的驱动力和行驶阻力

plot(ua,Ft,ua,Fz)

title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图');

xlabel('ua(km/h)');

ylabel('Ft(N)');

#作汽车驱动力与行驶阻力平衡图

for k=1:175

n1(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)^2/21.15+mz*g*f;

E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));

end

#从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到

for k=1:175

#驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处)

if(E(k)==min(E))

#通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近)

disp('汽车最高车速=');

disp(ua(k));

disp('km/h');

end

#输出结果

end

for p=1:150

#从2000rpm开始以0.5为步长搜索找驱动力

n2(p)=2000+p*0.5;

#与行驶阻力之差最大点(Ⅰ档处)

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

#通过其他检验程序可估计出该点大致位置(2000rpm附近)

for p=1:150

if(af(p)==max(af))

i=tan(af(p));

disp('汽车最大爬坡度=');

disp(i);

end

end

for i=1:69

#开始计算绘制加速度倒数曲线所需数据

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;

end

for j=1:5

for i=1:69

deta=1+Iw/(mz*r^2)+If*ig(j)^2*i0^2*nT/(mz*r^2);

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)<=0)

a(i,j)=a(i-1,j);

end

if(a(i,j)>0.05)

#剔除加速度值小于0.05的数据

b1(i,j)=a(i,j);

u1(i,j)=ua(i,j);

else

b1(i,j)=a(i-1,j);

u1(i,j)=ua(i-1,j);

end

b(i,j)=1/b1(i,j);

end

end

x1=u1(:,1);y1=b(:,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('加速度倒数曲线');

axis([0 120 0 30]);

xlabel('ua(km/h)');

ylabel('1/aj');

#作加速度倒数曲线

for i=1:69

#从作出的加速度倒数曲线知,各档之间无交点

A=ua(i,3)-ua(69,2);

#因此换档时刻按低档最高转速对应的车速计

if (A<1&A>0)

j=i;

end

B=ua(i,4)-ua(69,3);

if(B<2&B>0)

k=i;

end

if(ua(i,4)<=70)

m=i;

end

end

#以上是计算三个换档时刻

t=ua(1,2)*b(1,2);

#开始计算加速时间,这里是以二档起步得到的原始时间

for p1=2:69

t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1-1,2))*0.5;

t=t+t1(p1);

end

#为减小计算误差,采用梯形算法累加,以下均是

for p2=j:69

t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;

t=t+t2(p2);

end

for p3=k:m

t3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3-1,4))*0.5;

t=t+t3(p3);

end

t=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);

#加上了换档处未计算的那部分时间

tz=t/3.6;

#换算单位

disp('加速时间=');

disp(tz);

disp('s');

#输出计算结果

计算结果及图形：

汽车最高车速=99.0679km/h

汽车最大爬坡度=0.3518

加速时间=29.0585s