载货车动力装置参数匹配 配matlab图和程序

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;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nmin =600r/min,最高转速nmax=4000r/min;装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径传动系机械效率ηt=滚动阻力系数f=空气阻力系数×迎风面积C D A=主减速器传动比i0=飞轮转动惯量 I f=m2二前轮转动惯量I w1=m2四后轮转动惯量I w2=m2质心至前轴距离满载 a=质心高满载 hg=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： n=600:10:4000;Tq=+n/1000n/1000.^2+n/1000.^n/1000.^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=mg;ig= ;nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tqig1i0nT/r;Ft2=Tqig2i0nT/r;Ft3=Tqig3i0nT/r;Ft4=Tqig4i0nT/r;Ft5=Tqig5i0nT/r;ua1=rn/ig1/i0;ua2=rn/ig2/i0;ua3=rn/ig3/i0;ua4=rn/ig4/i0;ua5=rn/ig5/i0;ua=0:5:120;Ff=Gf;Fw=CDAua.^2/;Fz=Ff+Fw;plotua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz;title'驱动力-行驶阻力平衡图';xlabel'uakm/s';ylabel'FtN';gtext'Ft1',gtext'Ft2',gtext'Ft3',gtext'Ft4',gtext'Ft5',gtext'Ff+Fw'; zoom on;x,y=ginput1;zoom off;disp'汽车最高车速=';dispx;disp'km/h';汽车最高车速=km/h2求汽车最大爬坡度程序：n=600:10:4000;Tq=+n/1000n/1000.^2+n/1000.^n/1000.^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=mg;ig= ;nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tqig1i0nT/r;ua1=rn/ig1/i0;Ff=Gf;Fw1=CDAua1.^2/;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100tanasinmaxFi1/G;disp'汽车最大爬坡度=';dispimax;disp'%';汽车最大爬坡度=%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：clearn=600:10:4000;Tq=+n/1000n/1000.^2+n/1000.^n/1000.^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=mg;ig= ;nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tqig1i0nT/r;Ft2=Tqig2i0nT/r;Ft3=Tqig3i0nT/r;Ft4=Tqig4i0nT/r;Ft5=Tqig5i0nT/r;ua1=rn/ig1/i0;ua2=rn/ig2/i0;ua3=rn/ig3/i0;ua4=rn/ig4/i0;ua5=rn/ig5/i0;Fw1=CDAua1.^2/;Fw2=CDAua2.^2/;Fw3=CDAua3.^2/;Fw4=CDAua4.^2/;Fw5=CDAua5.^2/;Ff=Gf;deta1=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig1^2i0^2nT/mr^2;deta2=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig2^2i0^2nT/mr^2;deta3=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig3^2i0^2nT/mr^2;deta4=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig4^2i0^2nT/mr^2;deta5=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig5^2i0^2nT/mr^2;a1=Ft1-Ff-Fw1/deta1m;ad1=1./a1;a2=Ft2-Ff-Fw2/deta2m;ad2=1./a2;a3=Ft3-Ff-Fw3/deta3m;ad3=1./a3;a4=Ft4-Ff-Fw4/deta4m;ad4=1./a4;a5=Ft5-Ff-Fw5/deta5m;ad5=1./a5;plotua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5;axis0 99 0 10;title'汽车的加速度倒数曲线';xlabel'uakm/h';ylabel'1/a';gtext'1/a1';gtext'1/a2';gtext'1/a3';gtext'1/a4';gtext'1/a5'; a=maxa1;af=asinmaxFt1-Ff-Fw1/G;C=tanaf/a/L+hgtanaf/L;disp'假设后轮驱动,最大爬坡度相应的附着率=';dispC;假设后轮驱动,最大爬坡度相应的附着率=4 >>clearnT=;r=;f=;CDA=;i0=;If=;Iw1=;Iw2=;L=;a=;hg=;m=3880;g=;G=mg; ig= ;nmin=600;nmax=4000;u1=rnmin./ig/i0;u2=rnmax./ig/i0;deta=0ig;for i=1:5detai=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifigi^2i0^2nT/mr^2;endua=6::99;N=lengthua;n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0ua;delta=0ua; Ff=Gf;Fw=CDAua.^2/;for i=1:Nk=i;if uai<=u22n=uaiig2i0/r/;Tq=+n/1000n/1000^2+n/1000^n/1000^4;Ft=Tqig2i0nT/r;inv_ai=deta2m/Ft-Ff-Fwi;deltai=inv_ai/;elseif uai<=u23n=uaiig3i0/r/;Tq=+n/1000n/1000^2+n/1000^n/1000^4;Ft=Tqig3i0nT/r;inv_ai=deta3m/Ft-Ff-Fwi;deltai=inv_ai/;elseif uai<=u24n=uaiig4i0/r/;Tq=+n/1000n/1000^2+n/1000^n/1000^4;Ft=Tqig4i0nT/r;inv_ai=deta4m/Ft-Ff-Fwi;deltai=inv_ai/;elsen=uaiig5i0/r/;Tq=+n/1000n/1000^2+n/1000^n/1000^4;Ft=Tqig5i0nT/r;inv_ai=deta5m/Ft-Ff-Fwi;deltai=inv_ai/;enda=delta1:k;ti=suma;endplott,ua;axis0 80 0 100;title'汽车2档原地起步换挡加速时间曲线';xlabel'时间ts';ylabel'速度uakm/h';>> ginputans =所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性;负荷特性曲线的拟合公式为：44332210e e e e P B P B P B P B B b ++++=其中,b 为燃油消耗率g/kW h ；Pe 为发动机净功率kW ；拟合式中的系数随转速n 变化;怠速油耗s mL Q id /299.0=怠速转速400r/min;计算与绘制题中货车的1汽车功率平衡图;2最高档与次高档的等速百公里油耗曲线;或利用计算机求货车按JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗;计算中确定燃油消耗值b 时,若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等,可由相邻转速的两根曲线用插值法求得;解：Matlab 程序：(1)汽车功率平衡图程序：clearn=600:10:4000;Tq=+n/1000n/1000.^2+n/1000.^n/1000.^4;m=3880;g=;G=mg;ig= ;nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;ua1=rn/ig1/i0;ua2=rn/ig2/i0;ua3=rn/ig3/i0;ua4=rn/ig4/i0;ua5=rn/ig5/i0;Pe1=Tq.ig1i0.ua1./3600r;Pe2=Tq.ig2i0.ua2./3600r;Pe3=Tq.ig3i0.ua3./3600r;Pe4=Tq.ig4i0.ua4./3600r;Pe5=Tq.ig5i0.ua5./3600r;ua=0::119;Ff=Gf;Fw=CDAua.^2/;Pf=Ffua/3600;Pw=Fw.ua/3600;Pe0=Pf+Pw./nT;Pe=maxPe1;plotua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua,Pe0,ua,Pe;axis0 119 0 100;title'汽车功率平衡图';xlabel'uakm/h';ylabel'Pekw';gtext'1',gtext'2',gtext'3',gtext'4',gtext'5',gtext'Pf+Pw/et',gt ext'Pe';2最高档与次高档的等速百公里油耗曲线程序：clearn=600:1:4000;m=3880;g=;G=mg;ig= ;nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00= ;B10= ;B20= ;B30= ;B40= ;B0=splinen0,B00,n;B1=splinen0,B10,n;B2=splinen0,B20,n;B3=splinen0,B30,n;B4=splinen0,B40,n;Ff=Gf;ua4=rn/ig4/i0;ua5=rn/ig5/i0;Fz4=Ff+CDAua4.^2/;Fz5=Ff+CDAua5.^2/;Pe4=Fz4.ua4./nT1000;Pe5=Fz5.ua5./nT1000;for i=1:1:3401b4i=B0i+B1iPe4i+B2iPe4i.^2+B3iPe4i.^3+B4iPe4i.^4; b5i=B0i+B1iPe5i+B2iPe5i.^2+B3iPe5i.^3+B4iPe5i.^4; endpg=;Q4=Pe4.b4./.ua4.pg;Q5=Pe5.b5./.ua5.pg;plotua4,Q4,ua5,Q5;axis0 100 10 30;title'最高档与次高档等速百公里油耗曲线';xlabel'uakm/h';ylabel'百公里油耗L/100km';gtext'4',gtext'5';i为、、、、时的燃油经济性—加速时改变题中轻型货车的主减速器传动比,做出i值对汽车性能的影响;间曲线,讨论不同解：Matlab程序：主程序：i0=,,,,; %输入主传动比的数据for i=1:1:5yi=jiasushijiani0i; %求加速时间endy;for i=1:1:5bi=youhaoi0i; %求对应i0的六工况百公里油耗endb;plotb,y,'+r'hold onb1=linspaceb1,b5,100;y1=splineb,y,b1; %三次样条插值plotb1,y1; %绘制燃油经济性-加速时间曲线title'燃油经济性—加速时间曲线';xlabel'百公里油耗L/100km';ylabel'加速时间s';gtext'i0=',gtext'i0=',gtext'i0=',gtext'i0=',gtext'i0=';子程序：1 function y=jiasushijiani0 %求加速时间的处理函数n1=linspace0,5000; %先求各个档位的驱动力nmax=4000;nmin=600;r=;yita=;CDA=;f=;G=3880;ig=,,,;%i0=for i=1:1:4 %i为档数uamaxi=chesunmax,r,igi,i0; %计算各个档位的最大速度与最小速度uamini=chesunmin,r,igi,i0;uai,:=linspaceuamini,uamaxi,100;ni,:=zhuansuuai,:,r,igi,i0; %计算各个档位的转速范围 Ttqi,:=zhuanjuni,:; %求出各档位的转矩范围 Fti,:=qudongliTtqi,:,igi,i0,yita,r; %求出驱动力Fi,:=fG+CDAuai,:.^2/; %求出滚动阻力和空气阻力的和deltai,:=1+++igi^2i0^2yita/3880r^2; %求转动质量换算系数ai,:=1./deltai,:.3880./Fti,:-Fi,:; %求出加速度F2i,:=Fti,:-Fi,:;end%下面分各个档位进行积分,求出加速时间temp11,:=ua2,:/;temp12,:=1./a2,:;n1=1;for j1=1:1:100if ua3,j1>maxua2,:&&ua3,j1<=70temp21,n1=ua3,j1/;temp22,n1=1./a3,j1;n1=n1+1;endendn2=1;for j1=1:1:100if ua4,j1>maxua3,:&&ua4,j1<=70;temp31,n2=ua4,j1/;temp32,n2=1./a4,j1;n2=n2+1;endendy=temp11,1temp12,1+qiujitemp11,:,temp12,:+qiujitemp21,:,temp22,:+qiuj itemp31,:,temp32,:;end2 function ua=chesun,r,ig,i0; %由转速计算车速ua=r.n/igi0;3 function n=zhuansuua,r,ig,i0; %求转速n=igi0.ua./r;end4 function y=zhuanjun; %求转矩函数y=+.n./1000.n./1000.^2+.n./1000.^.n./1000.^4;5 function y=qudongliTtq,ig,i0,yita,r; %求驱动力函数y=igi0yita.Ttq/r;end6 function p=qiujix0,y0 %求积分函数n0=sizex0;n=n02;x=linspacex01,x0n,200 ;y=splinex0,y0,x; %插值% figure;plotx,y;p=trapzx,y ;end7 %求不同i0下的六工况油耗function b=youhaoi0;global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n %声明全局变量ig=,,,;r=;yita=;CDA=;f=;%i0=;G=3880;If=;Iw1=;Iw2=;m=3880; %汽车的基本参数设定n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00= ;B10= ;B20= ;B30= ;B40= ;n=600:1:4000;B0=splinen0,B00,n;B1=splinen0,B10,n;B2=splinen0,B20,n; %使用三次样条插值,保证曲线的光滑连续B3=splinen0,B30,n;B4=splinen0,B40,n;ua4=r.n./i0ig4; %求出发动机转速范围内对应的III、IV档车速F4=fG+CDAua4.^2/; %求出滚动阻力和空气阻力的和P_fw4=F4.ua4./yita1000; %求出阻力功率for i=1:1:3401 %用拟合公式求出各个燃油消耗率b4i=B0i+B1iP_fw4i+B2iP_fw4i^2+B3iP_fw4i^3+B4iP_fw4i^4;endpg=; %汽油的重度取Lua4_m=25,40,50; %匀速阶段的车速s_m=50,250,250; %每段匀速走过的距离b4_m=splineua4,b4,ua4_m; %插值得出对应速度的燃油消耗率F4_m=fG+CDAua4_m.^2/; %车速对应的阻力P_fw4_m=F4_m.ua4_m./yita1000; %发动机功率Q4_m=P_fw4_m.b4_m.s_m./102.ua4_m.pg ; Q4_a1=jiasu40,25,ig4,,ua4,i0; Q4_a2=jiasu50,40,ig4,,ua4,i0; Qid=;tid=;s=1075;Q_i=Qidtid; %求出减速阶段的燃油消耗量 Q4all=sumQ4_m+Q4_a1+Q4_a2+Q_i100/s; %IV 档六工况百公里燃油消耗量 b=Q4all;8加速阶段处理函数function q=jiasuumax,umin,ig,a,ua0,i0;global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n; %i0 ; ua1=umin:1:umax; %把速度范围以1km/h 为间隔进行划分 delta=1+Iw1+Iw2/mr^2+Ifig^2i0^2yita/mr^2;P0=Gf.ua0./3600+CDA.ua0.^3/76140+deltam.ua0/3600a/yita; P=Gf.ua1/3600+CDA.ua1.^3/76140+deltam.ua1/3600a/yita; dt=1/a ; %速度每增加1km/h 所需要的时间for i=1:1:3401 %重新利用拟合公式求出b 与ua 的关系 b0i=B0i+B1iP0i+B2iP0i^2+B3iP0i^3+B4iP0i^4; endb1=interp1ua0,b0,ua1; %插值出各个速度节点的燃油消耗率 Qt=P.b1./.pg; %求出各个速度节点的燃油消耗率 i1=sizeQt; i=i12;Qt1=Qt2:i-1;q=Qt1+Qtidt./2+sumQt1dt; %求该加速阶段的燃油消耗量2）求行驶车速Ua ＝30km/h,在ϕ＝路面上车轮不抱死的制动距离;计算时取制动系反应时间'2τ＝,制动减速度上升时间''2τ＝;3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s,制动系后部管路损坏时汽车的制动距离's ; 解：Matlab 程序： (1) 求利用附着系数曲线和制动效率曲线程序： cleark=4080;hgk=;Lk=;ak=;betak=;bk=Lk-ak;%空载时的参数 mm=9290;hgm=;Lm=;am=;betam=;bm=Lm-am;%满载时的参数 z=0::; figure1; fai=z;fai_fk=betakzLk./bk+zhgk;%空载时前轴的φffai_fm=betamzLm./bm+zhgm;%满载时前轴的φffai_rk=1-betakzLk./ak-zhgk;%空载时后轴的φrfai_rm=1-betamzLm./am-zhgm;%满载时后轴的φrplotz,fai_fk,'b--',z,fai_fm,'r',z,fai_rk,'b--',z,fai_rm,'r',z,fai,' k';title'利用附着系数与制动强度的关系曲线';xlabel'制动强度z/g';ylabel'利用附着系数φ';gtext'φr空载',gtext'φr满载',gtext'φ=z',gtext'φf空载',gtext'φf 满载';figure2;Efk=z./fai_fk100;%空载时前轴的制动效率Efm=z./fai_fm100;Erk=z./fai_rk100;Erm=z./fai_rm100;plotfai_fk,Efk,'b',fai_fm,Efm,'r',fai_rk,Erk,'b',fai_rm,Erm,'r'; axis0 1 0 100;title'前.后制动效率曲线';xlabel'附着系数φ';ylabel'制动效率%';gtext'Ef',gtext'Er',gtext'Er',gtext'满载',gtext'空载';(2)问和3问程序：clearmk=4080;hgk=;Lk=;ak=;betak=;bk=Lk-ak;%空载时的参数mm=9290;hgm=;Lm=;am=;betam=;bm=Lm-am;%满载时的参数z=0::1;fai_fk=betakzLk./bk+zhgk;%空载时前轴的φffai_fm=betamzLm./bm+zhgm;%满载时前轴的φffai_rk=1-betakzLk./ak-zhgk;%空载时后轴的φrfai_rm=1-betamzLm./am-zhgm;%满载时后轴的φrEfk=z./fai_fk100;%空载时前轴的制动效率Efm=z./fai_fm100;Erk=z./fai_rk100;Erm=z./fai_rm100;t1=;t2=;ua0=30;fai=;g=;ak1=Erk81gfai/100;am1=Erm81gfai/100;Sk1=t1+t2/2ua0/+ua0^2/ak1;%制动距离Sm1=t1+t2/2ua0/+ua0^2/am1;disp'空载时,汽车制动距离Sk1=';dispSk1;disp'满载时,汽车制动距离Sm1=';dispSm1;ak2=faigak/Lk+faihgk; am2=faigam/Lm+faihgm; ak3=faigbk/Lk-faihgk; am3=faigbm/Lk-faihgm;Sk2=t1+t2/2ua0/+ua0^2/ak2;%制动距离 Sm2=t1+t2/2ua0/+ua0^2/am2; Sk3=t1+t2/2ua0/+ua0^2/ak3; Sm3=t1+t2/2ua0/+ua0^2/am3;disp'空载时,前制动器损坏,汽车制动距离Sk2='; dispSk2;disp'满载时,前制动器损坏,汽车制动距离Sm2='; dispSm2;disp'空载时,后制动器损坏,汽车制动距离Sk3='; dispSk3;disp'满载时,后制动器损坏,汽车制动距离Sm3='; dispSm3;空载时,汽车制动距离Sk1=满载时,汽车制动距离Sm1=空载时,前制动器损坏,汽车制动距离Sk2=满载时,前制动器损坏,汽车制动距离Sm2=空载时,后制动器损坏,汽车制动距离Sk3=满载时,后制动器损坏,汽车制动距离Sm3=二自由度轿车模型的有关参数如下：总质量 m=绕Oz 轴转动惯量 23885m kg I z ⋅= 轴距 L= 质心至前轴距离 a= 质心至后轴距离 b=前轮总侧偏刚度 k 1=-62618N/rad 后轮总侧偏刚度 k 2=-110185N/rad 转向系总传动比 i=20 试求：1) 稳定性因数K 、特征车速u ch ; 2) 稳态横摆角速度增益曲线asr u -⎪⎭⎫δω、车速u=s 时的转向灵敏度sw rδω;3) 静态储备系数.,侧向加速度为时的前、后轮侧偏角绝对值之差21αα-与转弯半径的比值R/R 0R 0=15m;4) 车速u=s 时,瞬态响应的横摆角速度波动的固有圆频率0ω、阻尼比ζ、反应时间τ与峰值反应时间ε解：Matlab 程序： m=;Iz=3885;L=;a=;b=;k1=-62618;k2=-110185; i=20;g=;R0=15;u1=; K=ma/k2-b/k1/L^2; Uch=1/K^1/2;%特征车速disp'稳定性因数s^2/m^2K='; dispK;disp'特征车速m/sUch='; dispUch; u=0::30;S=u./L1+Ku.^2;%稳态横摆角速度增益 plotu,S;title'汽车稳态横摆角速度增益曲线'; xlabel'车速um/s';ylabel'稳态横摆角速度增益'; disp'u=s 时,转向灵敏度为'; dispS448;SM=k2/k1+k2-a/L; ay=g; A=KayL; B=L/R0; R=L/B-A;C=R/R0;%转弯半径比 disp'静态储备系数.='; dispSM;disp'侧向加速度为时前、后轮侧偏角绝对值之差rad a1-a2='; dispA;disp'侧向加速度为时转弯半径比值R/R0='; dispC;W0=L/u1k1k2/mIz1+Ku1^2^1/2;%固有圆频率D=-mk1a^2+k2b^2-Izk1+k2/2LmIzk1k21+Ku1^2^1/2;%阻尼比 t=atan1-D^2^1/2/-mu1aW0/Lk2-D/W01-D^2^1/2;%反应时间 E=atan1-D^2^1/2/D/W01-D^2^1/2+t;%峰值反应时间 disp'车速u=s 时的瞬态响应参数分别为：'; disp'横摆角速度波动的固有圆频率rad 为 '; dispW0;disp'阻尼比为'; dispD;disp'反应时间s 为'; dispt;disp'峰值反应时间s 为'; dispE;稳定性因数s^2/m^2K=特征车速m/sUch=u=s 时,转向灵敏度为静态储备系数.=侧向加速度为时前、后轮侧偏角绝对值之差rad a1-a2=侧向加速度为时转弯半径比值R/R0=车速u=s 时的瞬态响应参数分别为： 横摆角速度波动的固有圆频率rad 为阻尼比为反应时间s 为峰值反应时间s 为车身-车轮双质量系统参数：10,9,25.0,5.10====μγζHz f ;“人体-座椅”系统参数：25.0,3==s s Hz f ζ;车速s m u /20=,路面不平度系数()3801056.2m n G q -⨯=,参考空间频率n 0=;计算时频率步长Hz f 2.0=∆,计算频率点数180=N ;1) 计算并画出幅频特性q z /1、12/z z 、2/z q 和均方根值谱()f G z 1 、()f G z 2 、()f G a 谱图;进一步计算aw w a zz q L a 、、、、、σσσσ21 值 2) 改变“人体-座椅”系统参数：5.0~125.0,6~5.1==s s Hz f ζ;分析aw w L a 、值随s s f ζ、的变化;3) 分别改变车身-车轮双质量系统参数：5.0~125.0,3~25.00==ζHz f ,20~5,18~5.4==μγ;绘制GFd fd z /2σσσ、、 三个响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线; 解：Matlab 程序 1问yps=;%阻尼比ζ gama=9;%刚度比γ mu=10;%质量比μfs=3;ypss=;g=;a0=10^-6;f0=; ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180; f=detaf0:N;lamta=f/f0;lamtas=f/fs;Wf=0f;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;z1_q=gamasqrt1-lamta.^2.^2+4yps^2lamta.^2./deta;z2_z1=sqrt1+4yps^2lamta.^2./1-lamta.^2.^2+4yps^2lamta.^2; p_z2=sqrt1+2ypsslamtas.^2./1-lamtas.^2.^2+2ypsslamtas.^2; z2_q=gamasqrt1+4yps^2lamta.^2./deta; p_q=p_z2.z2_q;jfg_Gqddf=4pi^2sqrtGqn0n0^2uaf; jfg_Gzdd1f=z1_q.jfg_Gqddf; jfg_Gzdd2f=z2_q.jfg_Gqddf; jfg_Gaf=p_q.jfg_Gqddf;sigmaqdd=sqrttrapzf,jfg_Gqddf.^2;%路面不平度加速度均方根值 sigmazdd1=sqrttrapzf,jfg_Gzdd1f.^2;%车轮加速度均方根值 sigmazdd2=sqrttrapzf,jfg_Gzdd2f.^2;%车身加速度均方根值 sigmaa=sqrttrapzf,jfg_Gaf.^2;%人体加速度均方根值 for i=1:N+1 if fi<=2 Wfi=; elseif fi<=4 Wfi=fi/4; elseif fi<= Wfi=1; elseWfi=fi; end endkk=Wf.^2.jfg_Gaf.^2;aw=sqrttrapzf,kk;%加权加速度均方根值 Law=20log10aw/a0;%加权振级disp'路面不平度加速度均方根值为';dispsigmaqdd; disp'车轮加速度均方根值为';dispsigmazdd1; disp'车身加速度均方根值为';dispsigmazdd2; disp'人体加速度均方根值为';dispsigmaa;disp'加权加速度均方根值为';dispaw;disp'加权振级';dispLaw;figure1plotf,z1_q,title'幅频特性|z1/q|, f=, ζ=,γ=9,μ=10',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'|z1/q|';figure2plotf,z2_z1,title'幅频特性|z2/z1|,f=, ζ=,γ=9,μ=10',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'|z2/z1|';figure3plotf,p_z2,title'幅频特性|p/z2|,fs=, ζs=',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'|p/z2|';figure4plotf,jfg_Gzdd1f,title'车轮加速度均方根值√Gz1f谱图',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'√Gz1f';figure5plotf,jfg_Gzdd2f,title'车身加速度均方根值√Gz2f谱图',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'√Gz2f';figure6plotf,jfg_Gaf,title'人体加速度均方根值√Gaf谱图',xlabel'激振频率f/Hz',ylabel'√Gaf';路面不平度加速度均方根值为车轮加速度均方根值为车身加速度均方根值为人体加速度均方根值为加权加速度均方根值为加权振级2问程序1：cleargama=9;%刚度比γmu=10;%质量比μf0=;g=;a0=10^-6;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f=detaf0:N;lamta=f/f0;Wf=0f;for i=1:N+1if fi<=2Wfi=;elseif fi<=4Wfi=fi/4;elseif fi<=Wfi=1;elseWfi=fi;endendfs=3;ypss=;ypss0=::;a=0ypss0;La=0ypss0;M=lengthypss0;for i=1:Myps=ypss0i;lamtas=f/fs;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;p_z2=sqrt1+2ypsslamtas.^2./1-lamtas.^2.^2+2ypsslamtas.^2;z2_q=gamasqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;p_q=p_z2.z2_q;jfg_Gqddf=4pi^2sqrtGqn0n0^2uaf;jfg_Gaf=p_q.jfg_Gqddf;kk=Wf.^2.jfg_Gaf.^2;awi=sqrttrapzf,kk;endLaw=20log10aw/a0;figure1plotypss0,aw;title'aw随ζs的变化',xlabel'“人体—座椅”系统的阻尼比ζs',ylabel'aw/ms^-2';figure2plotypss0,Law;title'Law随ζs的变化',xlabel'“人体—座椅”系统的阻尼比ζs',ylabel'Law/dB';程序2：clearyps=;%阻尼比ζgama=9;%刚度比γmu=10;%质量比μf0=;g=;a0=10^-6;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f=detaf0:N;lamta=f/f0;Wf=0f;for i=1:N+1if fi<=2Wfi=;elseif fi<=4Wfi=fi/4;elseif fi<=Wfi=1;elseWfi=fi;endendypss=;fs=::6;M=lengthfs;for i=1:Mfs0=fsi;lamtas=f/fs0;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;p_z2=sqrt1+2ypsslamtas.^2./1-lamtas.^2.^2+2ypsslamtas.^2;z2_q=gamasqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;p_q=p_z2.z2_q;jfg_Gqddf=4pi^2sqrtGqn0n0^2uaf;jfg_Gaf=p_q.jfg_Gqddf;kk=Wf.^2.jfg_Gaf.^2;awi=sqrttrapzf,kk;endLaw=20log10aw/a0;figure3plotfs,aw;title'aw随fs的变化',xlabel'“人体—座椅”系统的固有频率fs',ylabel'aw/ms^-2';figure4plotfs,Law;title'Law随fs的变化',xlabel'“人体—座椅”系统的固有频率fs',ylabel'Law/dB';3问程序1：clearfigure1fs=3;yps_s=;g=;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f0=;yps=;gama=9;mu=10;ff0=::3;sigmaz2=0ff0;sigmafd=0ff0;sigmaFd_G=0ff0;M=lengthff0;for i=1:Mf0=ff0i;f=detaf0:N;lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;z2_qdot=2pifgama.sqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;fd_qdot=gamalamta.^2./2pif+eps./sqrtdeta;Fd_Gqdot=2pifgama/g.sqrtlamta.^2/mu+1-1.^2+4yps^2lamta.^2./deta;Gq_dotf=4pi^2Gqn0n0^2ua;Gz2f=z2_qdot.^2Gq_dotf;Gfd_qf=fd_qdot.^2Gq_dotf;GFd_Gf=Fd_Gqdot.^2Gq_dotf;sigmaz2i=sqrttrapzf,Gz2f;sigmafdi=sqrttrapzf,Gfd_qf;sigmaFd_Gi=sqrttrapzf,GFd_Gf;if f0==sgmz2=sigmaz2i;sgmfd=sigmafdi;sgmFd_G=sigmaFd_Gi;endendsz2=20log10sigmaz2/sgmz2;sfd=20log10sigmafd/sgmfd;sFd_G=20log10sigmaFd_G/sgmFd_G;plotff0,sz2,'r-',ff0,sfd,'b-.',ff0,sFd_G,'k--';axis 3 -25 15;title'三个响应量均方根值随f0变化的曲线',xlabel'车身部分固有频率f0/Hz',ylabel'σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB';程序2：clearfigure2fs=3;yps_s=;g=;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f0=;yps=;gama=9;mu=10;c= i=1:Myps=yps0i;f=detaf0:N;lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;z2_qdot=2pifgama.sqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;fd_qdot=gamalamta.^2./2pif+eps./sqrtdeta;Fd_Gqdot=2pifgama/g.sqrtlamta.^2/mu+1-1.^2+4yps^2lamta.^2./deta;Gq_dotf=4pi^2Gqn0n0^2ua;Gz2f=z2_qdot.^2Gq_dotf;Gfd_qf=fd_qdot.^2Gq_dotf;GFd_Gf=Fd_Gqdot.^2Gq_dotf;sigmaz2i=sqrttrapzf,Gz2f;sigmafdi=sqrttrapzf,Gfd_qf;sigmaFd_Gi=sqrttrapzf,GFd_Gf;if yps==sgmz2=sigmaz2i;sgmfd=sigmafdi;sgmFd_G=sigmaFd_Gi;endendsz2=20log10sigmaz2/sgmz2;sfd=20log10sigmafd/sgmfd;sFd_G=20log10sigmaFd_G/sgmFd_G;plotyps0,sz2,'r-',yps0,sfd,'b-.',yps0,sFd_G,'k--';axis -4 4;title'三个响应量均方根值随ζ变化的曲线',xlabel'车身部分阻尼比ζ',ylabel'σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB';程序3：clearfigure3fs=3;yps_s=;g=;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f0=;yps=;mu=10;gama0=4::19;sigmaz2=0gama0;sigmafd=0gama0;sigmaFd_G=0gama0;M=lengthgama0;for i=1:Mgama=gama0i;f=detaf0:N;lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;z2_qdot=2pifgama.sqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;fd_qdot=gamalamta.^2./2pif+eps./sqrtdeta;Fd_Gqdot=2pifgama/g.sqrtlamta.^2/mu+1-1.^2+4yps^2lamta.^2./deta;Gq_dotf=4pi^2Gqn0n0^2ua;Gz2f=z2_qdot.^2Gq_dotf;Gfd_qf=fd_qdot.^2Gq_dotf;GFd_Gf=Fd_Gqdot.^2Gq_dotf;sigmaz2i=sqrttrapzf,Gz2f;sigmafdi=sqrttrapzf,Gfd_qf;sigmaFd_Gi=sqrttrapzf,GFd_Gf;if gama==9sgmz2=sigmaz2i;sgmfd=sigmafdi;sgmFd_G=sigmaFd_Gi;endendsz2=20log10sigmaz2/sgmz2;sfd=20log10sigmafd/sgmfd;sFd_G=20log10sigmaFd_G/sgmFd_G;plotgama0,sz2,'r-',gama0,sfd,'b-.',gama0,sFd_G,'k--';axis4 18 -5 6;title'三个响应量均方根值随γ变化的曲线',xlabel'悬架与轮胎的刚度比γ',ylabel'σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB';程序4：clearfigure4fs=3;yps_s=;g=;ua=20;Gqn0=10^-8;n0=;detaf=;N=180;f0=;yps=;gama=9;mu0=5::20;sigmaz2=0mu0;sigmafd=0mu0;sigmaFd_G=0mu0;M=lengthmu0;for i=1:Mmu=mu0i;f=detaf0:N;lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=1-lamta.^2.1+gama-1/mulamta.^2-1.^2+4yps^2lamta.^2.gama-1/mu+1la mta.^2.^2;z2_qdot=2pifgama.sqrt1+4yps^2lamta.^2./deta;fd_qdot=gamalamta.^2./2pif+eps./sqrtdeta;Fd_Gqdot=2pifgama/g.sqrtlamta.^2/mu+1-1.^2+4yps^2lamta.^2./deta;Gq_dotf=4pi^2Gqn0n0^2ua;Gz2f=z2_qdot.^2Gq_dotf;Gfd_qf=fd_qdot.^2Gq_dotf;GFd_Gf=Fd_Gqdot.^2Gq_dotf;sigmaz2i=sqrttrapzf,Gz2f;sigmafdi=sqrttrapzf,Gfd_qf;sigmaFd_Gi=sqrttrapzf,GFd_Gf;if mu==10sgmz2=sigmaz2i;sgmfd=sigmafdi;sgmFd_G=sigmaFd_Gi;endendsz2=20log10sigmaz2/sgmz2;sfd=20log10sigmafd/sgmfd;sFd_G=20log10sigmaFd_G/sgmFd_G;plotmu0,sz2,'r-',mu0,sfd,'b-.',mu0,sFd_G,'k--';axis5 20 -2 2;title'三个响应量均方根值随μ变化的曲线',xlabel'车身与车轮部分质量比μ',ylabel'σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB';。

2000kg1800kg3880kg0.367mn =0.85f=0.013CDA=2.77m 2i0=5.83If=0.218kg ?m 2Iw1 =1.798kg ?m 21.3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 的车速一时间曲线，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。

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 T q19.313 295.27（-^） 165.44（-^ ）240.874（-^）33.8445（-^）4q1000 1000 1000 1000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 min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。

装载质量 整车整备质量 总质量 车轮半径 传动系机械效率 滚动阻力系数空气阻力系数X 迎风面积 主减速器传动比飞轮转动惯量二前轮转动惯量四后轮转动惯量a=1.974mhg=0.9mI w2=3.598kg ?m 2变速器传动比ig （数据如下表）轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） 质心高（满载）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： n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3 .8445*( n/1000).A4;m=3880;g=9.8; nmi n=600; nm ax=4000; G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.000.793]; nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;lf=0.218;lw1= 1.798;Iw2=3.598; Ft 仁 Tq*ig(1)*i0* nT/r; 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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp(' 汽车最高车速 =');disp(x);disp('km/h'); 汽车最高车速 =99.30061.00km/h(2) 求汽车最大爬坡度程序: n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/1000).A4;m=3880;g=9.8; nmi n=600; nm ax=4000; G=m*g; ig=[5.562.7691.6440.793]; nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;lf=0.218;lw1= 1.798;Iw2=3.598; Ft 仁 Tq*ig(1)*i0* nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw仁CDA*ua"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(imax);disp('%');汽车最大爬坡度 =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：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3 .8445*(门/1000)八4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;1.00ig=[5.56 2.769 1.6440.793];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;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;Fw仁CDA*ua"2/21.15;Fw2=CDA*ua2.A2/21.15;Fw3=CDA*ua3.A2/21.15;Fw4=CDA*ua4.A2/21.15;Fw5=CDA*ua5.A2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(1)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(2)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(3)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(4)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(5)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext(' 1/a5');a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率 =0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;lf=0.218;lw1=1.798;lw2=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;nm ax=4000; u1=0.377*r* nmin ./ig/i0;u2=0.377*r* nm ax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r A2)+(If*(ig(i))A2*i0A2* nT)/(m*r A2);end ua=[6:0.01:99];N=le ngth(ua); n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( n/1000F2+40.874*( n/1000F3-3. 8445* (n/1000)A4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)A2+40.874*(n/1000)A3-3. 8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( n/1000F2+40.874*( n/1000F3-3. 8445* (n/1000)A4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)A2+40.874*(n/1000)A3-3.8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title(' 汽车2档原地起步换挡加速时间曲线 ');xlabel('时间t (s)');ylabel('速度ua (km/h )');>> ginput ans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

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。

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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+- 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 min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。

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 ηt =0.85滚动阻力系数 f =0.013空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2主减速器传动比 i 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 2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距L=3.2m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：n=[600:10:4000];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;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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];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;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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];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;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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4)>>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

车辆理论作业第三组第一大题确定一辆轻型货车的动力性能 1、绘制发动机的使用外特性曲线 n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 %发动机的净功率 figure(1) plot(n,T) xlabel('转速n') ylabel('转矩T') figure(2) plot(n,Pe) xlabel('转速n') ylabel('功率Pe')5001000150020002500300035004000100110120130140150160170180转速n转矩T5001000150020002500300035004000010203040506070转速n功率P e2、绘制驱动力---行驶阻力平衡图 i0=6.17; %减速器的传动比 ig(1)=6.09 % 一档的传动比 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77 Ff1=m1*9.8*f Ff2=m2*9.8*fft1=T*ig(1)*i0*nT/r %一档所产生的驱动力 ft2=T*ig(2)*i0*nT/r ft3=T*ig(3)*i0*nT/r ft4=T*ig(4)*i0*nT/r Ft=[ft1;ft2;ft3;ft4]';ua1=0.377*r*n/(ig(1)*i0) %一档的速度 ua2=0.377*r*n/(ig(2)*i0) ua3=0.377*r*n/(ig(3)*i0) ua4=0.377*r*n/(ig(4)*i0) ua=[ua1;ua2;ua3;ua4]';fw1=CdA*ua1.^2/21.15+Ff1 %一档的行驶阻力 fw2=CdA*ua2.^2/21.15+Ff1 fw3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fw4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1Fz1=[fw1;fw2;fw3;fw4]'; figure(3)plot(ua,Ft) %绘制各档的驱动力曲线hold onplot(ua,Fz1) %绘制行驶阻力曲线 hold onplot(ua4,Ff2) %绘制滚动阻力曲线 xlabel('ua/(km.h)')ylabel('F/N')title('汽车驱动力-行驶阻力平衡图')text(20,12000,'Ft1'); text(30,6000,'Ft2'); text(40,4000,'Ft3'); text(80,3000,'Ft4');text(90,2200,'（空载）Ff+fw'); text(105,1450,'满载Ff')102030405060708090200040006000800010000120001400016000ua/(km.h)F /N汽车驱动力-行驶阻力平衡图Ft1Ft2Ft3Ft4（空载）Ff+Fw满载Ff一档的驱动力很大，可用于爬坡且坡度较大；二档用于直接原地起步加速 3、绘制动力特性图D=(Ft-Fw)/(m1*9.8) %求动力因数f1=0.0076+0.000056*ua %一定车速条件下的滚动阻力 figure(4) plot(ua,D) hold onplot(ua,f1) text(20,0.3,'I') text(20,0.154,'II') text(40,0.1,'III') text(80,0.05,'IV') text(110,0.025,'f') title('汽车动力特性图') xlabel('ua/(km.h)') ylabel('D')1020304050607080900.050.10.150.20.250.30.350.40.45IIIIIIIVf汽车动力特性图ua/(km.h)DIf=0.218Iw1=1.798 Iw2=3.598die1=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(1).^2)/(m1*r^2);%一档的旋转质量换算系数die2=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(2).^2)/(m1*r^2); die3=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(3).^2)/(m1*r^2); die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2); die=[die1;die2;die3;die4]';a1=9.8*D(:,1)/die1-9.8*f/die1; %求一档的加速度 a2=9.8*D(:,2)/die2-9.8*f/die2; a3=9.8*D(:,3)/die3-9.8*f/die3; a4=9.8*D(:,4)/die4-9.8*f/die4; aI=1./a1 %求一档的加速度倒数 aII=1./a2 aIII=1./a3 aIV=1./a4aa=[aI,aII,aIII,aIV]';figure(5) %绘制各档的加速度倒数曲线 plot(ua1,aI) hold on plot(ua2,aII) hold onplot(ua3,aIII) hold onplot(ua4,aIV)axis([5 99 0.01 10])10203040506070809012345678910aI aII aIIIaIV加速度倒数曲线ua/(km.h)1/a由图可知，加速度倒数没有交点，则可以在每档达到最大车速时换挡 nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=6.17;If=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.950;a=2.000;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[6.09 3.09 1.71 1.00 ]; nmin=600;nmax=4000; u1=0.377*r*nmin./ig/i0; u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig; for i=1:4deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[0:0.01:99];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 k=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000)^.4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;else ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; enda=delta(1:k); t(i)=sum(a); endplot(t,ua,'b','LineWidth',2);axis([0 100 0 100]);title('四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t （s ）');ylabel('速度ua （km/h ）');1020304050607080901000102030405060708090100四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线时间t （s ）速度u a （k m /h ）第二大题n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 figure(1) plot(n,T)text(1000,120,'转矩T') hold on plot(n,Pe)text(2000,20,'发动机净功率Pe')5001000150020002500300035004000020406080100120140160180转矩T发动机净功率Pei0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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); ua=10:1:100Pf=m1*9.8*f.*ua/(3600) Pw=CdA*ua.^3/(76140) figure(2) plot(ua1,Pe) hold on plot(ua2,Pe) hold on plot(ua3,Pe) hold onplot(ua4,Pe) hold onplot(ua,(Pf+Pw)/nT)010203040506070809010010203040506070评价：一二三档的后备功率都比较大，可在一定坡度的道路上直接启动加速； 在最高档达到最高车速时，n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]B00=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7] B10=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291] B20=[72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113]B30=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]B40=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568] B0=spline(n0,B00,n) B1=spline(n0,B10,n) B2=spline(n0,B20,n) B3=spline(n0,B30,n) B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600) Pw4=CdA*ua4.^3/(76140) Ff1=m1*9.8*ffz3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fz4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1 %Pe3=fz3.*ua3./(3600*nT); %Pe4=fz4.*ua4./(3600*nT); Pe3=(Pf3+Pw3)/nTPe4=(Pf4+Pw4)/nTb3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4 b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10*9.8) Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10*9.8) figure(3)plot(ua4,Qs4) hold on plot(ua3,Qs3)01020304050607080901.41.61.822.22.42.62.8n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 i0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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);n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]B00=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7] B10=[-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291]B20=[72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113]B30=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]B40=[0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568]B0=spline(n0,B00,n)B1=spline(n0,B10,n)B2=spline(n0,B20,n)B3=spline(n0,B30,n)B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) %三档的滚动阻力功率Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) %三档的的空气阻力功率Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600)Pw4=CdA*ua4.^3/(76140)Ff1=m1*9.8*fPe3=(Pf3+Pw3)/nT %三档的发动机净功率Pe4=(Pf4+Pw4)/nT %四档的发动机净功率b3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10) %四档的百公里油耗Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10) %三档的百公里油耗ua=[25 40 50]ss=[50 250 250]fz=CdA*ua.^2/21.15+Ff1 %匀速条件下的阻力Pee=fz.*ua/(3600*nT);b=spline(b4,Pe4,Pee) %匀速条件下的燃油消耗率Qsy=Pee.*b./(1.02*ua*7.10)a=[0.2 0.2 -0.36]dt1=1/(3.6*0.2)dt2=1/(3.6*0.2)dt3=1/(3.6*(0.36))ua11=25:1:40ua22=40:1:50ua33=50:-1:25b11=spline(ua4,b4,ua11) %在加速条件下的各个速度节点的燃油消耗率b22=spline(ua4,b4,ua22)b33=spline(ua4,b4,ua33)If=0.218Iw1=1.798Iw2=3.598die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2);Pej1=(m1*9.8*f.*ua11/(3600)+CdA.*ua11.^3/(76140)+(die4*m1.*ua11/3600)*0.2)/nT %在三个加速条件下的各个速度节点Pej2=(m1*9.8*f.*ua22/(3600)+CdA.*ua22.^3/(76140)+(die4*m1.*ua22/3 600)*0.2)/nT %的发动机净功率Pej3=(m1*9.8*f.*ua33/(3600)+CdA.*ua33.^3/(76140)+(die4*m1.*ua33/3 600)*0.2)/nT %Qstj1=Pej1.*b11/(367.1*7.10) %在三中加速条件下的，各自的单位时间的燃油消耗量Qstj2=Pej2.*b22/(367.1*7.10)Qstj3=Pej3.*b33/(367.1*7.10)i11=size(Qstj1)i22=size(Qstj2)i33=size(Qstj3)i1=i11(2)i2=i22(2)i3=i33(2)Qt1=Qstj1(2:i1-1)Qt2=Qstj2(2:i2-1)Qt3=Qstj3(2:i3-1)q1=((Qstj1(1)+Qstj1(i1))*dt1./2+sum(Qt1)*dt1)/10q2=((Qstj2(1)+Qstj2(i2))*dt2./2+sum(Qt2)*dt2)/10q3=((Qstj3(1)+Qstj3(i3))*dt3./2+sum(Qt3)*dt3)/10Qall=(q1+q2+q3+Qsy(:,1)+Qsy(:,2)+Qsy(:,3))*100/1075q1 =5.8526q2 =4.9810 q3 =6.0186 Qall =2.7916第三大题(1)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;Fu1 =0:1000:100000;Fu2=1/2*(G/hg*(b^2+4*hg*L/G*Fu1).^0.5-(G*b/hg+2*Fu1));Fu02=1/2*(G0/hg0*(b0^2+4*hg0*L0/G0*Fu1).^0.5-(G0*b0/hg0+2*Fu1));F2=(1-B)*Fu1/B;plot(Fu1,Fu2) %绘制满载时的I曲线hold onplot(Fu1,Fu02) %绘制空载时的I曲线hold onplot(Fu1,F2); %%绘制beta曲线title('beta线和I曲线')text(30000,50000,'beta曲线')text(25000,10000,'空载时I曲线')text(25000,30000,'满载时I曲线')xlabel('Fu1')ylabel('Fu2')figure(2)fe=[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9];for i=1:10Fxb1fk=0:100:120000;Fxb1rk=0:100:120000;Fxb2fk=(L0-fe(i)*hg0)/(fe(i)*hg0).*Fxb1fk-G0*b0/hg0;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg0)/(L0+fe(i)*hg0).*Fxb1rk+fe(i)*G0*a0/(L0+fe(i )*hg0);plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 120000 0 40000])title('空载时的f、r线组图')figure(3)for i=1:10Fxb1fk=0:100:220000;Fxb1rk=0:100:220000;Fxb2fk=(L-fe(i)*hg)/(fe(i)*hg).*Fxb1fk-G*b/hg;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg)/(L+fe(i)*hg).*Fxb1rk+fe(i)*G*a/(L+fe(i)*hg); plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 220000 0 80000])title('满载时的f、r线组图')012345678910x 104-2024681012141618x 104beta 线和I 曲线beta 曲线空载时I 曲线满载时I 曲线Fu1F u 2024681012x 10400.511.522.533.54x 104Fxb1F x b 2空载时的f 、r 线组图00.20.40.60.81 1.21.4 1.6 1.822.2x 105012345678x 104Fxb1F x b 2满载时的f 、r 线组图(2)-(3)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B 为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;z=0:0.1:1; %制动强度fef=B*z*L./(b+z*hg);fef0=B*z*L0./(b0+z*hg0);fer=(1-B)*z*L./(a-z*hg);fer0=(1-B)*z*L0./(a0-z*hg0);figure(1)plot(z,fef,z,fef0,z,fer,z,fer0,z,z)text(0.8,1.5,'空车后轮')text(0.8,1.2,'满载后轮')text(0.7,0.6,'满载前轮')text(0.8,0.4,'空车前轮')figure(2)Ef=z./fef*100Ef0=z./fef0*100Er=z./fer*100Er0=z./fer0*100plot(fef,Ef,fer,Er)hold onplot(fef0,Ef0,fer0,Er0)axis([0 1 0 100])text(0.3,90,'Ef')text(0.8,90,'Er 满载')text(0.3,70,'Er 空载')00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.811.21.41.61.82空车后轮满载后轮满载前轮空车前轮00.10.20.30.40.50.60.70.80.910102030405060708090100Ef Er 满载Er 空载m0=4880;hg=0.845;l=3.950;a=2.100;b=1.850;beita=0.38;g=9.8;G0=m0*g ;m=9290;Hg=1.170;L=3.950;A=2.950;B=1.050;beita=0.38;g=9.8;G=m*g;t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;z=0:0.01:1.0;faifk=beita*z*l./(b+z*hg);faifm=beita*z*L./(B+z*Hg);fairk=(1-beita)*z*l./(a-z*hg);fairm=(1-beita)*z*L./(A-z*Hg);Efk=z./faifk*100;Efm=z./faifm*100;Erk=z./fairk*100;Erm=z./fairm*100;ak1=Erk(81)*g*fai/100;am1=Erm(81)*g*fai/100;Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak1);Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am1);disp('空载时，汽车制动距离Sk1=');disp(Sk1);disp('满载时，汽车制动距离Sm1=');disp(Sm1);ak2=fai*g*a/(l+fai*hg);am2=fai*g*A/(L+fai*Hg);ak3=fai*g*b/(l-fai*hg);am3=fai*g*B/(L-fai*Hg);Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak2);Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am2);Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak3);Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am3);disp('空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=');disp(Sk2);disp('满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=');disp(Sm2);disp('空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=');disp(Sk3);disp('满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=');disp(Sm3);空载时，汽车制动距离Sk1=7.8668满载时，汽车制动距离Sm1=5.6354空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=10.0061满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=7.5854空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=8.0879满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=12.9629。

载货汽车动力总成匹配与总体设计方案第1章 整车主要目标参数的初步确定1.1 发动机的选择1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。

参考该题目中的参数，要求设计的载货汽车最高车速是u a =110km/h ，那么发动机的最大功率应该大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即)761403600(1max3max maxaD a T e u A C u gfm P +≥η （1-1）式中，max eP 是发动机的最大功率（KW ）；ηT 是传动系效率（包括变速器、辅助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率），ηT =95%*95%*98%*96%=84.9%，传动系各部件的传动效率参考《汽车设计课程设计指导书》表1-1得；a m 是汽车总质量，a m =5000kg ；g 是重力加速度，g=9.8m/s 2；f 是滚动阻力系数，由试验测得，在车速大于100km/h 的情况下不可认为是常数。

取f=0.008，参考《汽车设计课程设计指导书》表1-2得；C D 是空气阻力系数，一般轻型货车可取0.4～0.6，这里取CD=0.5；A 是迎风面积（㎡），取前轮距B1*总高H ，A=1.983×2.221㎡。

22382.4221.2983.15.0m m A C D =⨯⨯=故KW KW P 2.104）11076140221.2983.15.01103600008.081.95000（849.013emax =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯≥参考《汽车理论第5版》图3-1，东风汽车公司货车、跃进汽车公司货车、国产微型货车等同类型汽车，在此初步选择汽车发动机的最大功率为130KW 。

1.1.2 发动机的最大转矩及其转速的确定当发动机最大功率和其相应转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。

pemaxemax n 9549P T α= （1-2）式中，T emax 是发动机最大转矩（N ·m ）；α是转矩适应性系数，标志着当行驶阻力增加时，发动机外特性曲线自动增加转矩的能力，pemaxT T =α，Tp 是最大功率时的转矩（N ·m ），α可参考同类发动机数值选取，初取α=1.05；Pemax 是发动机最大功率（KW ）;n p 是最大功率是的转速（r/min ）。

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。

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（Nm）;n为发动机转速（r/min）。

发动机的最低转速n min=600r/min,最高转速n max=4000r/min。

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ηt=0.85滚动阻力系数f=0.013空气阻力系数×迎风面积C D A=2.77m2主减速器传动比i0=5.83飞轮转动惯量I f=0.218kgm2二前轮转动惯量I w1=1.798kgm2四后轮转动惯量I w2=3.598kgm2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：n=[600:10:4000];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;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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];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;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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];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;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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

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。

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nmin =600r/min,最高转速nmax=4000r/min。

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ηt=0.85滚动阻力系数f=0.013空气阻力系数×迎风面积C D A=2.77m2主减速器传动比i0=5.83飞轮转动惯量 I f=0.218kg?m2二前轮转动惯量I w1=1.798kg?m2四后轮转动惯量I w2=3.598kg?m2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L=3.2m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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/100 0).^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; 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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^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; 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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/100 0).^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;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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000) ^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

4档轻型货车动力性能MATLAB程序1.31运行结果：程序：%4档轻型货车动力性能nmin=600;%发动机的最低转速nmax=4000;%发动机的最高转速m=3880;%车总质量r=0.367;%车轮半径EF=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CDA=2.77;%空气阻力系数*迎风面积i0=5.83;%主传动比Ifi=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;%二前轮转动惯量Iw2=3.598;%四后轮转动惯量ig=[6.09,3.09,1.71,1];%变速器传动比L=3.2;%轴距a=1.947;%质心至前轴距离（满载）g=9.8;%重力加速度x=0.01;%确定间隔n=600:x:4000;%发动机转速范围Ff=m*g*f;%滚动阻力Tq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;%汽油发动机使用外特性曲线for j=1:4ua=n*2*pi/60/ig(j)/i0*r/1000*3600;%车速范围Ft=Tq*ig(j)*i0*EF/r;%驱动力范围Fw= CDA*ua.^2/21.15;%空气阻力范围delta=1+(Iw1+Iw2)/m/r/r+Ifi*ig(j)^2*i0^2*EF/m/r/r;%计算汽车旋转质量换算系数A=(Ft-Fw-Ff)/delta/m;%计算加速度dao=1./A;%加速度倒数figure(1);plot(ua,Ft,'LineWidth',1.2);%绘制驱动力-行驶阻力平衡图hold on;figure(2)plot(ua,dao,'LineWidth',1.2);%绘制汽车加速度倒数曲线hold on;grid on;pos=find(Ft<=Ff+Fw);if posuamax=ua(pos(1)-1);Ftua=Ft(pos(1)-1);disp(['最高车速为：',num2str(roundn(uamax,-2)),'km/h']);end %输出最高速度if j==1 %一档imax=(max(Ft)-Ff)/m/g;%求最大爬坡度，一档时有最大驱动力,风阻忽略不计 C=imax*L/a;%相应的附着率，忽略滚动阻力和空气阻力，C=Fx/Fz=Fi/Fz=i/（A/L）=i*L/Adisp(['最大爬坡度：',num2str(roundn(imax,-2)),'对应附着率：',num2str(roundn(C,-2))]);%输出最大爬坡速度及克服该坡度时相应的附着率endif j==2 %二档t0=ua(1)*dao(1);ua2max=max(ua);t2=trapz(ua,dao);%计算二挡时的加速时间endif j==3 %三档ua3max=max(ua);n23max=round(ua2max/2/pi*60*ig(3)*i0/r*1000/3600);t3=trapz(ua((n23max-600)/x:3400/x),dao((n23max-600)/x:3400/x));%计算三挡时的加速时间endif j==4 %四档n34max=round(ua3max/2/pi*60*ig(4)*i0/r*1000/3600);n70km=round(70/2/pi*60*ig(4)*i0/r*1000/3600);t4=trapz(ua((n34max-600)/x:(n70km-600)/x),dao((n34max-600)/x:(n70km-600)/x));%四挡加速至70km/h的加速时间endendif isempty(pos)uamax=max(max(ua));disp(['最高车速为：',num2str(round(uamax)),'km/h']);%输出最高速度temp=find(uamax);Ftua=Ft(temp);endt=(t0+t2+t3+t4)/3.6;disp(['汽车用二挡加速至70km/h的加速时间：',num2str(roundn(t,-2) ),'s']);%输出汽车用二挡加速至70km/h的加速时间%.................ua0=0:0.001:max(ua);Fw0=ua0.^2*CDA/21.15;%风阻figure(1)plot(ua0,Ff+Fw0,'Color',[0.4 0.8 0.5],'LineWidth',1.2);hold on;plot(ua0,Ff+Fw0*0,'Color',[0.4 0.8 0.9],'LineWidth',1.2);hold on;plot([uamax,uamax],[0,Ftua],':k','LineWidth',1.0);hold on;plot(uamax,Ftua,'r*');hold on;grid on;legend('Ft1','Ft2','Ft3','Ft4','Ff+Fw','Ff');set(gca,'XTick',[0,20,40,60,80,uamax,100,120,140]);set(gca,'XTickLabel',{'0','20','40','60','80',round(uamax),'','120','140'}); axis([0,130,0,15000]);xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft/N,(Ff+Fw)/N');title('汽车驱动力-行驶阻力平衡图');%................figure(2)plot(ua(1:(nmax-1800)/x),dao(1:(nmax-1800)/x));hold on;grid on;axis([0,105,0,15]);xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a(s^2/m)');legend('1/a1','1/a2','1/a3','1/a4','1/a5');title('加速度倒数曲线');4．3运行结果：程序%.....汽车制动......m1=4080;%空载质量hg1=0.845;%空载质心高a1=2.100; %空载质心到前轴距离L=3.95;%轴距beta=0.38;%制动力分配系数m2=9290;%满载质量hg2=1.17;%满载质心高a2=2.95; %满载质心到前轴距离z=0:0.02:1;%制动强度gf1=beta.*z*L./(L-a1+z*hg1);%空载时前轴的利用附着系数gf2=beta.*z*L./(L-a2+z*hg2);%满载时前轴的利用附着系数gr1=(1-beta).*z*L./(a1-z*hg1);%空载时后轴的利用附着系数gr2=(1-beta).*z*L./(a2-z*hg2);%满载时后轴的利用附着系数g=z;g3=[];for i=1:51 %ECE制动法规曲线if (z(i)>0.15&&z(i)<0.3)g3(i)=z(i)+0.08;endif (z(i)>=0.3)g3(i)=0.38+(z(i)-0.3)/0.74;endendz1=0.15:0.01:0.3;g4=z1-0.08;%。

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。

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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+- 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 min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。

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 ηt =0.85滚动阻力系数 f =0.013空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2主减速器传动比 i 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 2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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^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; 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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];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;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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];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;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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t （s ）');ylabel('速度ua （km/h ）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

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。

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（Nm）;n为发动机转速（r/min）。

发动机的最低转速n min=600r/min,最高转速n max=4000r/min。

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ηt=0.85滚动阻力系数f=0.013空气阻力系数×迎风面积C D A=2.77m2主减速器传动比i0=5.83飞轮转动惯量I f=0.218kgm2二前轮转动惯量I w1=1.798kgm2四后轮转动惯量I w2=3.598kgm2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：n=[600:10:4000];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;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;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];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;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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];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;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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

%% 汽车动力性计算（自己编的动力性计算程序，供大家计算动力性时参考，具体参数大家根据所给程序对应输入，并对坐标轴数值按需要进行修改）clc; clear;close all;%%根据所给发动机数据拟合外特性曲线（发动机数据按照你所得到的数据进行输入）n_test=[500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200];T_test=[975 1108 1298 1496 1546 1620 1670 1785 1974 1974 1970 1889 1829 1748 1669 1700 1524 1105];figure(1)plot(n_test,T_test,'g');hold ongrid on%p=polyfit(n_test,T_test,7);p=polyfit(n_test,T_test,2);n=[450:1:2200];Ttq=polyval(p,n);plot(n,Ttq,'k');xlabel('发动机转速n(r/min)');ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)');title('发动机转矩曲线');legend('测试曲线','拟合曲线');%%所给车型动力总成相关参数ig=[3.07 2.16 1.48 1.0 0.82];i0=4.0; eta=0.78; r=0.57; M=25000; g=9.8; c=1.5; f0=0.01; f1=0.0002; f4=0.0005; CD=1; A=8;Iw=3.6;If=0.04;%% 发动机外特性曲线图figure(2)hold ongrid onfor i=length(n);Pe=Ttq.*n/9550;end[AX,H1,H2]=plotyy(n,Ttq,n,Pe);xlabel('发动机转速n(r/min)');ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)');ylabel(AX(2),'发动机功率Pe(Kw)');title('发动机外特性曲线');%% 各挡位速度曲线%计算各挡位车速for i=1:length(ig);ua(i,:)=0.377*r*n/ig(i)/i0;end%计算各档位最高车速uamax=ua(:,length(ua(1,:)));figure(3)hold onfor i=1:length(ig);plot(n,ua(i,:),'k');endhold ongrid onxlabel('转速n(r/min)');ylabel('各挡位车速(km/h)');title('各挡位车速-转速表');legend('1挡车速','2挡车速','3挡车速','4挡车速','5挡车速'); %% 驱动力和行驶阻力平衡图%计算滚动阻力系数for i=1:length(ig);f(i,:)=f0+f1*(ua(i,:)/100)+f4*(ua(i,:)/100).^4;end%计算滚动阻力for i=1:length(ig);Ff(i,:)=c*M*g*f(i,:);end%计算空气阻力for i=1:length(ig);Fw(i,:)=CD*A*(ua(i,:).^2)/21.15; end%计算行驶阻力for i=1:length(ig);F(i,:)=Ff(i,:)+Fw(i,:);end%计算汽车驱动力for i=1:length(ig);Ft(i,:)=Ttq*ig(i)*i0*eta/r;endfigure(4)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), Ft(i,:),'k');plot(ua(i,:), F(i,:),'r');plot(ua(i,:), Ff(i,:),'b');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('驱动力、行驶阻力(N)');legend('驱动力Ft','行驶阻力Ff+Fw','滚动阻力Ff'); title('驱动力-行驶阻力平衡图');%% 汽车功率平衡图%计算各档位功率for i=1:length(ig);P(i,:)=Ft(i,:).*ua(i,:)/(3600*eta);end%计算风阻阻力功率for i=1:length(ig);Pw(i,:)=CD*A*ua(i,:).^3/(76140*eta);end%计算滚动阻力功率for i=1:length(ig);Pf(i,:)=M*g*f(i,:).*ua(i,:)/(3600*eta);end%计算总阻力功率for i=1:length(ig);Pz(i,:)=Pw(i,:)+Pf(i,:);endfigure(5)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), P(i,:),'k');plot(ua(i,:), Pz(i,:),'r');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('发动机功率、阻力功率(kW)');legend('发动机功率P','阻力功率Pz','Location','NorthWest'); title('功率平衡图');%% 动力特性图（动力因数图）for i=1:length(ig);D(i,:)= (Ft(i,:)- Fw(i,:))/M/g;endfigure(6)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), D(i,:),'k');plot(ua(i,:), f(i,:),'r');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('动力因数D');legend('动力因数D','滚动阻力系数f');title('动力特性图');%% 爬坡度曲线图for i=1:length(ig);I(i,:)= (tan(asin((Ft(i,:)-(Ff(i,:)+Fw(i,:)))/(M*g))))*100; endfigure(7)hold onfor i=1:length(ig);if i==1plot(ua(i,:),I(i,:),'r');elseplot(ua(i,:),I(i,:),'k');endendhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('最大爬坡度（%）');legend('Ⅰ挡','高速档');title('爬坡度曲线图');%% 加速度曲线图deta=1+1/M*4*Iw/r^2+1/M*If*ig.^2*i0^2*eta/r^2; for i=1:length(ig);a(i,:)=(Ft(i,:)-Ff(i,:)-Fw(i,:))./deta(i)/M;if i==5for j=1:length(n)if a(i,j)<0a(i,j)=0;elseendendendendfigure(8)hold onfor i=1:length(ig);if i==1plot(ua(i,:),a(i,:),'r'); elseplot(ua(i,:),a(i,:),'k');endendhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('加速度a（m/s^2）');legend('Ⅰ档','高速档');title('加速度曲线图');axis([0 120 0 1.5])%% 加速度倒数曲线for i=1:length(ig);for j=1:length(n)b(i,j)=1./a(i,j);endendfigure(9)hold onfor i=1:length(ig)plot(ua(i,:),b(i,:),'k');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('各档加速度倒数1/a');legend('各档加速度倒数1/a曲线','Location','NorthWest'); title('各档加速度倒数曲线图');axis([0 120 0 10])ad1=b(1,:);ad2=ua(1,:);for i=1:(length(ig)-1);for j=1:length(n)if ua(i+1,j)>=ua(i,length(n)) flag(i)=j;break;endendad1=[ad1 b(i+1,j:length(n))]; ad2=[ad2 ua(i+1,j:length(n))];endfigure(10)hold onplot(ad2,ad1,'k');hold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('加速度倒数1/a');legend('加速度倒数1/a曲线','Location','NorthWest');title('加速度倒数曲线图');axis([0 120 0 10])%% 加速时间曲线k=length(n);for i=1:length(ig);t(i,1)=0;for j=2:kt(i,j)=abs(ua(i,j)-ua(i,j-1))*(b(i,j)+b(i,j-1))/2;endendfor i=1:length(ig);for j=1:kat(i,j)=sum(t(i,1:j))/3.6;endendtotalat=at(1,:);for i=1:(length(ig)-1);for j=flag(i):ktotalat=[totalat totalat(length(totalat))+t(i+1,j)/3.6];endendfigure(11)hold onplot(totalat,ad2,'k');hold ongrid onxlabel('时间（s）');ylabel('车速(km/h)');legend('加速时间','Location','NorthWest'); title('加速时间曲线图');axis([0 100 0 120])Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。

附：计算使用的MATLAB程序代码及其含义%不同i0对应车速为40、50、60时的发动机转数clearclcclose allr=0.4275; %车轮半径u0=[40 50 60]; %速度i0=[4.22 4.68 4.88 5.01 5.28 5.48]; %主减速比n=(i0'*u0)/(0.377*r); %对应发动机转数n%加速燃油消耗率clearclcclose allyita=0.89;G=9160*9.8;f=0.02;CDA=4.64;a=0.1704;Iw1=1.798;Iw2=3.598;r=0.4 275;m=9160;If=0.218;ig=1;i0=[4.22,4.68,4.88,5.01,5.28,5.48];for x=1:1:6n=1000:100:2800; %等距取数ua5=(0.377*r.*n)/i0(x); %求转数对应车速F5=f*G+CDA*(ua5.^2)/21.15; %求阻力P_fw5=F5.*ua5./(yita*3.6*1000); %阻力功率ua0=50:1:60; %50到60公里加速ua1=50:1:60;delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig^2*i0(x)^2*yita)/(m*r^2);%求旋转质量换算系数P0=(G*f.*ua0./3600+CDA.*ua0.^3/76140+(delta*m.*ua0/3600)*a)/yita;%初速度为ua0时的阻力功率P=(G*f.*ua1/3600+CDA.*ua1.^3/76140+(delta*m.*ua1/3600)*a)/yita;%末速度为ua1时的阻力功率b1=0.0133.*P.^2-2.0715.*P+287.47; %燃油消耗率Qt=P.*b1./(367.1.*8); %燃油消耗i1=size(Qt); %求Qt向量长度i=i1(2);Qt1=Qt(2:i-1);dt=1/(3.6*a); %速度每增加1km/h所需要的时间q=(Qt(1)+Qt(i))*dt./2+sum(Qt1)*dt; %加速段燃油消耗量qend%减速油耗clearclcclose allua1=60;ua2=40;a=0.2584;Qi=191;Q=(8*Qi)/(367.1*8); %计算怠速燃油消耗Qd=((ua1-ua2)*Q)/(3.6*a); %减速燃油消耗Qd%六工况油耗clearclcclose allQ=[237.1422 238.6344 241.21566 241.6732 244.3986 246.7512];Qs=(Q./(125+175+1000))*100 %六工况燃油消耗量clearclcclose alln1=linspace(0,50000); %先求各个档位的驱动力nmax=2800;nmin=1000;r=0.4275;yita=0.89;CDA=4,64;f=0.02;G=(9160)*9.8;ig= [8.69,5.01,2.91,1.7,1.00];i0=5.01;for i=1:1:5 %i为档数uamax(i)=chesu(nmax,r,ig(i),i0); %计算各个档位的最大速度与最小速度uamin(i)=chesu(nmin,r,ig(i),i0);ua(i,:)=linspace(uamin(i),uamax(i),30);n(i,:)=zhuansu(ua(i,:),r,ig(i),i0); %计算各个档位的转速范围Ttq(i,:)=zhuanju(n(i,:)); %求出各档位的转矩范围Ft(i,:)=qudongli(Ttq(i,:),ig(i),i0,yita,r); %求出驱动力F(i,:)=f*G+CDA*(ua(i,:).^2)/21.15; %求出滚动阻力和空气阻力的和delta(i,:)=1+(1.798+3.598+0.218*(ig(i)^2)*(i0^2)*yita)/(9160*r^2); %转动质量换算系数a(i,:)=1./(delta(i,:).*14000./(Ft(i,:)-F(i,:))); %求出加速度c=1./a(i,:);plot(ua,c);title('加速度倒数曲线');xlabel('ua'); %x轴名称ylabel('1/a'); %y轴名称F2(i,:)=Ft(i,:)-F(i,:);endtemp1(1,:)=ua(2,:)/3.6; %下面分各个档位进行积分，求出加速时间temp1(2,:)=1./a(2,:);n1=1;for j1=1:1:30if ua(3,j1)>max(ua(2,:))&&ua(3,j1)<=90temp2(1,n1)=ua(3,j1)/3.6;temp2(2,n1)=1./a(3,j1);n1=n1+1;endendn2=1;for j1=1:1:30if ua(4,j1)>max(ua(3,:))&&ua(4,j1)<=90;temp3(1,n2)=ua(4,j1)/3.6;temp3(2,n2)=1./a(4,j1);n2=n2+1;endendn3=1;for j1=1:1:30if ua(5,j1)>max(ua(4,:))&&ua(5,j1)<=90;temp4(1,n3)=ua(5,j1)/3.6;temp4(2,n3)=1./a(5,j1);n3=n3+1;endendy=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:))+qiuji(temp2(1,:),t emp2(2,:))+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:))+qiuji(temp4(1,:),temp4(2,:));ygtext('ig1'),gtext('ig2'),gtext('ig3');gtext('ig4');gtext('ig5');function ua=chesu(n,r,ig,i0); %由转速计算车速ua=0.377*r.*n/(ig*i0);function n=zhuansu(ua,r,ig,i0); %求转速n=ig*i0.*ua./(0.377*r);endfunction y=zhuanju(n); %求转矩函数y=-6.4e-5*n.^2+0.2453*n+139.69;function y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驱动力函数y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;end%C曲线clearclcclose allb=[18.2417 18.5902 18.7999 18.9809]; %燃油消耗t=[36.1848 33.8979 32.0154 28.4538]; %加速时间plot(b,t,'+r') %绘制i0散点图用+表示hold on; %保持图像b1=linspace(b(1),b(4),100); %b1到b4划100点t1=spline(b,t,b1); %三次样条差值plot(b1,t1); %绘制c曲线title('燃油经济性—加速时间曲线'); %图表标题xlabel('百公里油耗(L/100km)'); %x轴名称ylabel('加速时间s'); %y轴名称gtext('i0=4.22'),gtext('i0=5.01'),gtext('i0=5.28');gtext('i0=5.48');%驱动力图clearclcclose allm=9160;uamax=90; %最大车速imax=0.3; %最大爬坡度Ttqmax=380; %发动机最大转矩nPemax=2800; %最大功率转数d=0.855; %轮胎直径r=d/2; %轮胎半径Ttq=[331,341,355,367,375,386,370,351,340,323]; %发动机转矩n=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800]; %发动机转数io=(0.377*r*2800)/uamax; %最小传动比afamax=atan(imax); %最大爬坡度角度aitT=0.89;g=9.8;f=0.02;ig1=8.69;ig5=1;ig4=1.7ig3=2.91;ig2=5.01;ua1=(0.377*r*n)/(ig1*io); %一档对应车速ua2=(0.377*r*n)/(ig2*io);ua3=(0.377*r*n)/(ig3*io);ua4=(0.377*r*n)/(ig4*io);ua5=(0.377*r*n)/(ig5*io);Ft1=(Ttq*ig1*io*aitT)/(1000*r); %一档对应驱动力Ft2=(Ttq*ig2*io*aitT)/(1000*r);Ft3=(Ttq*ig3*io*aitT)/(1000*r);Ft4=(Ttq*ig4*io*aitT)/(1000*r);Ft5=(Ttq*ig5*io*aitT)/(1000*r);figure,plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5);title('驱动力图');xlabel('车速/(km/h)'),ylabel('驱动力(kN)') ;gtext('ig1'),gtext('ig2'),gtext('ig3');gtext('ig4');gtext('ig5');%动力特性图clearclcclose allTtq=[331,341,355,367,375,386,370,351,340,323]; %发动机转矩io=5.01;nt=0.89; %机械效率%r=0.4275;g=9.8;m=9160;G=m*g;CDA=4.64;n=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800]; %发动机转数ig1=8.69;ua=0.377*r*n/ig1/io; %1档对应车速D=(Ttq.*ig1.*io.*nt/r-CDA*ua.*ua/21.15)/G; %求1档动力因数plot(ua,D);hold on;ig2=5.01;ua=0.377*r*n/ig2/io;D=(Ttq.*ig2.*io.*nt/r-CDA*ua.*ua/21.15)/G;plot(ua,D);hold on;ig3=2.91;ua=0.377*r*n/ig3/io;D=(Ttq.*ig3.*io.*nt/r-CDA*ua.*ua/21.15)/G;plot(ua,D);hold on;ig4=1.7;ua=0.377*r*n/ig4/io;D=(Ttq.*ig4.*io.*nt/r-CDA*ua.*ua/21.15)/G;plot(ua,D);hold on;ig5=1;ua=0.377*r*n/ig5/io;D=(Ttq.*ig5.*io.*nt/r-CDA*ua.*ua/21.15)/G;plot(ua,D);title('汽车动力特性图D-ua');xlabel('ua(km/h)');ylabel('D');gtext('ig1'),gtext('ig2'),gtext('ig3');gtext('ig4');gtext('ig5');%爬坡度图clearclcclose allTtq=[331,341,355,367,375,386,370,351,340,323];io=5.01;nt=0.89; %机械效率r=0.4275;g=9.8;ma=9160;CDA=4.64;n=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800]; %发动机转数G=ma.*g; %汽车重力f=0.02;ig1=8.69; %1档传动比ua=0.377*r.*n/ig1/io; %相应发动机转数对应的车速a=namelengthmax; %标识符的最长长度a=asin((Ttq.*ig1.*io.*nt/r-(G.*cos(a).*f+CDA*ua.*ua/21.15))/G); %计算1档爬角度i=100*tan(a); %计算爬坡度plot(ua,i);hold on;ig2=5.01;ua=0.377*r.*n/ig2/io;a=namelengthmax;a=asin((Ttq.*ig2.*io.*nt/r-(G.*cos(a).*f+CDA*ua.*ua/21.15))/G);i=100*tan(a);plot(ua,i);hold on;ig3=2.91;ua=0.377*r.*n/ig3/io;a=namelengthmax;a=asin((Ttq.*ig3.*io.*nt/r-(G.*cos(a).*f+CDA*ua.*ua/21.15))/G);i=100*tan(a);plot(ua,i);hold on;ig4=1.7;ua=0.377*r.*n/ig4/io;a=namelengthmax;a=asin((Ttq.*ig4.*io.*nt/r-(G.*cos(a).*f+CDA*ua.*ua/21.15))/G);i=100*tan(a);plot(ua,i);hold on;ig5=1;ua=0.377*r.*n/ig5/io;a=namelengthmax;a=asin((Ttq.*ig5.*io.*nt/r-(G.*cos(a).*f+CDA*ua.*ua/21.15))/G);i=100*tan(a);plot(ua,i);title('汽车爬坡度图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('i(%)');gtext('ig1'),gtext('ig2'),gtext('ig3');gtext('ig4');gtext('ig5');%功率平衡图clearclcclose allm=9160;uamax=90;imax=0.3;Ttqmax=380; %最大转矩nPemax=2800; %最大功率转数d=0.855;r=d/2;Pe=[33.8,42.7,51.5,62.0,72.8,78.5,84.5,89.2,92.8,97.0,92,81]; %发动机转矩n=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800,3000,3200 ]; %发动机转数B1=2.45;H=2.76;CD=0.92;io=5.01;afamax=atan(imax); %最大爬坡度aitT=0.89;f=0.02;g=9.8;ig1=8.69;ig5=1;ig4=1.7ig3=2.91;ig2=5.01;ua1=(0.377*r*n)/(ig1*io); %1档车速ua2=(0.377*r*n)/(ig2*io);ua3=(0.377*r*n)/(ig3*io);ua4=(0.377*r*n)/(ig4*io);ua5=(0.377*r*n)/(ig5*io);nzuli=[0,1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800];uazuli=(0.377*r*nzuli)/(ig5*io); %计算阻力功率的车速Pf=m*g*f*uazuli/3600; %滚动阻力功率CDA=4.64; %迎风面积Pw=CDA*uazuli.^3/76140; %空气阻力功率figure,plot(ua1,Pe,ua2,Pe,ua3,Pe,ua4,Pe,ua5,Pe,uazuli,(Pf+Pw)/aitT);title('功率平衡图'); %图表标题xlabel('车速/(km/h)'),ylabel('功率/kW')zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp(x)gtext('ig1'),gtext('ig2'),gtext('ig3');gtext('ig4');gtext('ig5');gtext( 'Pf+Pw/ηt');%等速百公里油耗图clearclcclose allm=9160;uamax=90;imax=0.3;Ttqmax=420;nPemax=2800;d=0.855;r=d/2;b=[219.2,209.9,206.2,199.4,205.5,208.0,214.1,220.7,223.1,229.8]; %各转速燃油消耗率Pe=[33.8,42.7,51.5,62.0,72.8,78.5,84.5,89.2,92.8,97.0]; %各转速对应功率n=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800]; %转数B1=2.45; %车宽H=1.8725; %车高CD=0.8;io=(0.377*r*2800)/uamax; %求最小传动比afamax=atan(imax); %最大爬坡度所对应的坡道角aitT=0.89; %传动系机械效率g=9.8;f=0.02;ig1=(m*g*(f*cos(afamax)+sin(afamax))*r)/(Ttqmax*io*aitT); %1档传动比igmax=ig1*io; %最大传动比ig5=1; %五档传动比ua5=(0.377*r*n)/(ig5*io); %5挡车速nzuli=[1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800]; %计算阻力功率的发动机转速uazuli=(0.377*r*nzuli)/(ig5*io); %计算阻力功率的车速Pf=m*g*(0.0076+0.000056*uazuli).*uazuli/3600; %滚动阻力功率A=B1*H; %迎风面积Pw=CD*A*uazuli.^3/76140; %空气阻力功率P=(Pf+Pw)/aitT; %阻力功率Qs=P.*b./(1.02.*ua5*8); %燃油消耗量figure,plot(ua5,Qs); %绘图title('等速百公里油耗');xlabel('ua/(km/h)'),ylabel('Qs/(L/100km)')C曲线为汽车主减速器对主传动比（i0）值不同时，相应传动比对应的汽车的动力性（100公里加速时间）和经济性（百公里油耗），通常运用此曲线来进行最小传动比的优化，已获得最优的燃油经济性和动力性的匹配。

%电动汽车的动力性计算% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%n1=[180:35:2000]n2=[2000:100:7200]im=2.93m=17000A=7.95CD=0.7R=0.475eta=0.92deta=1.29k=0.90i0=6.2E=180etab=0.95ua1=0.377*n1*R/(i0*im)%行驶速度ua2=0.377*n2*R/(i0*im)%行驶速度f1=0.0076+0.000056*ua1f2=0.0076+0.000056*ua2b0=447.52b1=-0.165465b2=3.60772*10^-5b3=-3.61349*10^-9 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(1)Tm1=1146Tm2=b0+b1*(n2-4518.2)+b2*(n2-4518.25).^2+b3*(n2-4518.2).^3;F1=Tm1*im.*i0.*eta/R%驱动力F2=Tm2*im*i0*eta/R%驱动力ua1=0.377*n1*R/(i0*im)%行驶速度ua2=0.377*n2*R/(i0*im)%行驶速度Fw1=CD*A*ua1.^2/21.15Fw2=CD*A*ua2.^2/21.15Ff1=m*9.8*f1%滚动阻力Ff2=m*9.8*f2%滚动阻力Fz1=Ff1+Fw1Fz2=Ff2+Fw2plot(ua1,F1,ua2,F2,ua1,Fz1,ua2,Fz2)title('驱动力-行驶阻力平衡图')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('F(N)')grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(2)Pe1=n1.*Tm1/9550;%发动机功率计算公式Pe2=n2.*Tm2/9550;%发动机功率计算公式Pef1=n1.*Fz1/9550;Pef2=n2.*Fz2/9550;plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2)title('功率平衡图-驱动力')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('P/kW')grid onfigure(3)plot(ua1,Pef1,ua2,Pef2)title('功率平衡图-阻力')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('P/kW')grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(4)D1=(F1-Fw1)/(m*9.8)D2=(F2-Fw2)/(m*9.8)j1=sin(D1-f1.*((1+f1.^2-D1.^2)/(1+f1.^2)))j2=sin(D2-f2.*((1+f2.^2-D2.^2)/(1+f2.^2)))q1=asin(j1)q2=asin(j2)i1=tan(q1)%爬坡度i2=tan(q2)%爬坡度%dua/dt=9.8*(D-f)/deta%plot(ua1,j1,ua2,j2)title('爬坡度曲线')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('角度')grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(5)aa1=9.8*(D1-f1)/detaaa2=9.8*(D2-f2)/detaplot(ua1,aa1,ua2,aa2)title('加速度曲线')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('加速度（m.s^-2）')grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(6)aa1=9.8*(D1-f1)/detaaa2=9.8*(D2-f2)/detabb1=aa1.^-1bb2=aa2.^-1plot(ua1,bb1,ua2,bb2)title('加速度曲线')xlabel('ua/(km.h)')ylabel('加速度的倒数（s^-2。

陕西理工学院杨飞华1 / 341.3 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。

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23419.313295.27()165.44()40.874()3.8445()1000100010001000qnnnnT=?+?+?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nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min。

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ηt=0.85 滚动阻力系数 f=0.013 空气阻力系数×迎风面积CDA=2.77m2 主减速器传动比i0=5.83 飞轮转动惯量 If=0.218kg?m2 二前轮转动惯量Iw1=1.798kg?m2 四后轮转动惯量 Iw2=3.598kg?m2 变速器传动比 ig(数据如下表)Ⅰ档Ⅱ档Ⅲ档Ⅳ档Ⅴ档四档变速器 6.09 3.09 1.71 1.00 - 五档变速器 5.56 2.769 1.644 1.00 0.793 轴距 L=3.2m 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：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^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;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;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;2 / 34Ft4=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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;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;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h3 / 34(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];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; 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;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;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(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=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：clearn=[600:10:4000];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; 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;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;Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;4 / 34Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;Fw5=CDA*ua5.^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);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.42195 / 34(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;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;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100 0)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/100武汉理工大学6 / 340)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。

基于MATLAB的货车动力性能的分析实验一、实验目的及要求1.1 实验目的1.了解MATLAB的基本知识，熟悉相关的操作；2.能够熟练运用其中的一些方法来解决和专业有关的基本问题。

1.2 实验要求1.掌握MATLAB数值计算、程序设计以及二维绘图的基本操作方法；2.以轻型货车为例，通过独立的编程实验确定汽车的动力性能；3.以4挡和5挡两种变速器的对比、2挡和4挡两种起步挡位的对比来分析变速器传动比和起步挡位的变化对汽车的动力性能的影响。

二、背景介绍数值计算指有效使用数字计算机求数学问题近似解的方法与过程，主要研究如何利用计算机更好的解决各种数学问题。

MATLAB软件具有出色的数值计算能力，在世界上同类软件中占据主导地位，它的数值计算功能主要包括：①变量和数值；②矩阵和数组；③多项式计算；④数据分析等四个方面的内容。

MATLAB语言简洁紧凑，使用方便灵活，其语法规则与人的思维和书写习惯相近，方面操作。

且程序书写形式自由，利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了很多不必要的编程工作。

另外，它的语法限制不严格，程序设计自由度大。

此外，MATLAB 还有着非常强大的绘图功能。

作为一个功能强大的工具软件，MATLAB 提供了大量的二维、三维图形函数。

由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算，所以在图形处理方面既方便又高效。

在此背景下，像确定汽车动力性能这样不是很复杂的数值计算和二维图形处理问题，运用MATLAB来进行解决是绰绰有余的。

三、基本实验内容3.1 实验原理汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。

从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要由三方面的指标来评定，即：，指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达1）汽车的最高速度umax到的最高行驶速度；2）汽车的加速时间t，表示汽车的加速能力，常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力；，指满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的3）汽车的最大爬坡度imax最大爬坡度，表征汽车的上坡能力。

确定以轻型五档货车的动力性：解：1.绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图Matlab 编写程序如下n=600:4000; r=0.367; nt=0.85; f=0.013; CA=2.77; io=5.83; m=3880; g=9.8; Tq=-19.313+295.27.*n./1000-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;ig1=5.56; Ua1=0.377.*r.*n./(ig1.*io); Ft1=Tq.*ig1.*io.*nt./r;ig2=2.769; Ua2=0.377.*r.*n./(ig2.*io); Ft2=Tq.*ig2.*io.*nt./r;ig3=1.644; Ua3=0.377.*r.*n./(ig3.*io); Ft3=Tq.*ig3.*io.*nt./r;ig4=1.00; Ua4=0.377.*r.*n./(ig4.*io); Ft4=Tq.*ig4.*io.*nt./r;ig5=0.793; Ua5=0.377.*r.*n./(ig5.*io); Ft5=Tq.*ig5.*io.*nt./r;Fr=m.*g.*f+(CA/21.15).*Ua5.^2;plot(Ua1,Ft1,Ua2,Ft2,Ua3,Ft3,Ua4,Ft4,Ua5,Ft5,Ua5,Fr);02040608010012002000400060008000100001200014000Ua(Km/h)F t (K N )驱动力行驶阻力平衡图2.求最高车速，最大爬坡度及相应附着率2.1 最高车速Uamaxfunction Uamax=Uamax(Ua5)r=0.367; nt=0.85; f=0.013; CA=2.77; io=5.83; m=3880; g=9.8;ig5=0.793; n=Ua5.*ig5.*io./(0.377.*r);Tq=-19.313+295.27.*n./1000-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;Ft5=Tq.*ig5.*io.*nt./r;Fr=m.*g.*f+(CA/21.15).*Ua5.^2;Uamax=Ft5-Fr;>> x=fzero(@Uamax,99)x =99.08342.2 最大爬坡度 imaxr=0.367; nt=0.85; f=0.013; CA=2.77; io=5.83; m=3880; g=9.8;Tq=-19.313+295.27.*n./1000-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;ig1=5.56; Ua1=0.377.*r.*n./(ig1.*io);i=(Tq.*ig1.*io.*nt./r-m.*g.*f)./(m.*g);imax=m>> imaximax =0.33252.3 该爬坡度时的附着率Co>> a=1.947; L=3.2; hg=0.9; q=0.3325;Co=q./(a./L+hg.*q./L)Co =0.47373.绘制加速度倒数曲线，计算二档起步加速至70Km/s的时间Matlab编写程序如下n=600:4000; r=0.367; nt=0.85; f=0.013; CA=2.77; io=5.83; m=3880; g=9.8; Iw1=1.798; Iw2=3.598; If=0.218;Tq=-19.313+295.27.*n./1000-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;ig1=5.56; Ua1=0.377.*r.*n./(ig1.*io);inv_a1=(m+(Iw1+Iw2)./r.^2+(If.*ig1.^2.*io.^2.*nt)./r.^2)./(Tq.*ig1.*io.*nt. /r-m.*g.*f-(CA./21.15).*Ua1.^2);ig2=2.769; Ua2=0.377.*r.*n./(ig2.*io);inv_a2=(m+(Iw1+Iw2)./r.^2+(If.*ig2.^2.*io.^2.*nt)./r.^2)./(Tq.*ig2.*io.*nt. /r-m.*g.*f-(CA./21.15).*Ua2.^2);ig3=1.644; Ua3=0.377.*r.*n./(ig3.*io);inv_a3=(m+(Iw1+Iw2)./r.^2+(If.*ig3.^2.*io.^2.*nt)./r.^2)./(Tq.*ig3.*io.*nt. /r-m.*g.*f-(CA./21.15).*Ua3.^2);ig4=1.00; Ua4=0.377.*r.*n./(ig4.*io);inv_a4=(m+(Iw1+Iw2)./r.^2+(If.*ig4.^2.*io.^2.*nt)./r.^2)./(Tq.*ig4.*io.*nt. /r-m.*g.*f-(CA./21.15).*Ua4.^2);ig5=0.793; Ua5=0.377.*r.*n./(ig5.*io);inv_a5=(m+(Iw1+Iw2)./r.^2+(If.*ig5.^2.*io.^2.*nt)./r.^2)./(Tq.*ig5.*io.*nt. /r-m.*g.*f-(CA./21.15).*Ua5.^2);axis([0 80 0 10]);plot(Ua1,inv_a1,Ua2,inv_a2,Ua3,inv_a3,Ua4,inv_a4,Ua5,inv_a5);求加速时间tr=0.367;io=5.83;n1=4000;nt=0.85;ig=[5.56 2.769 1.644 1.000.793];If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880;g=9.8;f=0.013;CA=2.77;for i=1:2Ua=0.377.*r.*n1./(io.*ig(i)):0.00001:0.377.*r.*n1./(io.*ig(i+1)); n=Ua.*io.*ig(i+1)./(0.377.*r);Tq=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;Ft=Tq.*ig(i+1).*io.*nt./r;Fw=m.*g.*f+(CA./21.15).*Ua.^2;p=1+(Iw1+Iw2+If.*ig(i+1).^2.*io.^2.*nt)./(m.*r.^2);inv_a=p.*m./(Ft-Fw);s=0;s=s+trapz(Ua,inv_a);endUa=0.377.*r.*n1./(io.*ig(3)):0.00001:70;n=Ua.*io.*ig(4)./(0.377.*r);Tq=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;Ft=Tq.*ig(4).*io.*nt./r;012345678910Ua(Km/h)i n v a 加速度倒数曲线Fw=m.*g.*f+(CA./21.15).*Ua.^2;Iw1=1.798;Iw2=3.598;p=1+(Iw1+Iw2+If.*ig(4).^2.*io.^2.*nt)./(m.*r.^2); inv_a=p.*m./(Ft-Fw);acctime=(s+trapz(Ua,inv_a))./3.6acctime =19.64950.4737欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求。

汽车理论习题M a t l a b程序TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-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。

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nmin =600r/min,最高转速nmax=4000r/min。

装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径传动系机械效率ηt=滚动阻力系数f=空气阻力系数×迎风面积C D A=主减速器传动比i0=飞轮转动惯量 I f=m2二前轮转动惯量I w1=m2四后轮转动惯量I w2=m2质心至前轴距离（满载） a=质心高（满载） hg=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： n=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4; m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;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=*r*n/ig(1)/i0;ua2=*r*n/ig(2)/i0;ua3=*r*n/ig(3)/i0;ua4=*r*n/ig(4)/i0;ua5=*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/;Fz=Ff+Fw;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'),gtex t('Ff+Fw');zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=%(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：clearn=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;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=*r*n/ig(1)/i0;ua2=*r*n/ig(2)/i0;ua3=*r*n/ig(3)/i0;ua4=*r*n/ig(4)/i0;ua5=*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/;Fw2=CDA*ua2.^2/;Fw3=CDA*ua3.^2/;Fw4=CDA*ua4.^2/;Fw5=CDA*ua5.^2/;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);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^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;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;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)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);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);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=(4) >>clearnT=;r=;f=;CDA=;i0=;If=;Iw1=;Iw2=;L=;a=;hg=;m=3880;g=;G=m*g; ig=[ ];nmin=600;nmax=4000;u1=*r*nmin./ig/i0;u2=*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[6::99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/;for i=1:Nk=i;if ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t （s ）');ylabel('速度ua （km/h ）');>> ginputans =所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h 的加速时间约为已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。