汽车理论课后习题Matlab程序.pdf

武汉理工大学

1 / 34

1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用 4 挡或 5 挡变速器，任选

其中的一种进行整车性能计算） ：

1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。

2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。

3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用 2 档起步加速行

驶至 70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用 2 档起步加速行驶至

70km/h 的加速时间。

n n n n

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 n

装载质量 2000kg

整车整备质量 1800kg

总质量 3880kg

车轮半径 0.367m

传动系机械效率 η

0=5.83

飞轮转动惯量 I

f

=0.218kg?m

2

二前轮转动惯量 I

w1

=1.798kg?m

2

四后轮转动惯量 I

w2=3.598kg?m

质心至前轴距离（满载） a=1.974m

质心高（满载） hg=0.9m

解： Matlab 程序：

(1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序：

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10

00).^4;

m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;

G=m*g;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;

武汉理工大学

2 / 34

Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;

ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;

ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;

ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

ua=[0:5:120];

Ff=G*f;

plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);

title('驱动力 -行驶阻力平衡图 ');

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

ylabel('Ft(N)');

gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');

zoom on;

zoom off;

km/h

武汉理工大学

3 / 34

(2)求汽车最大爬坡度程序：

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10

00).^4;

m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;

L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;

Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;

Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;

Fz1=Ff+Fw1;

Fi1=Ft1-Fz1;

Zoom on;

imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));

disp('汽车最大爬坡度 =');

disp('%');

35.2197%

(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：

clear

n=[600:10:4000];

Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;

Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;

Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;

Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;

ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;

ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;

ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;

ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;

武汉理工大学

4 / 34

Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;

Ff=G*f;

deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);

deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);

deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);

deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);

a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;

a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;

a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;

plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);

axis([0 99 0 10]);

title('汽车的加速度倒数曲线 ');

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

gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');

af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);

C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);

disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率 =');

disp(C);

武汉理工大学

5 / 34

(4) >>clear

Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;

G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];

nmin=600;nmax=4000;

u2=0.377*r*nmax./ig/i0;

deta=0*ig;

for i=1:5

ua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;

Ff=G*f;

Fw=CDA*ua.^2/21.15;

for i=1:N

0)^4;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100

0)^4;