(完整版)汽车理论课后作业答案MATLAB

汽车驱动力与阻力平衡图15000Ft110000F/NFt25000Ft3Ft4Ff+Fw001020304050ua/km.h-160708090100

加速度倒数-速度曲线图14121081/a1/a421/a100101/a2201/a3304050u60708090100

1

汽车功率平衡图60Pe150Pe2Pe3Pe440P/kW30201000102030405060u/(km/h)708090100

最高档等速百公里油耗曲线242220Qs/L18161412102030405060Ua/(km/h)708090100

2

燃油积极性-加速时间曲线185.1717动力性--原地起步加速时间 (st/s)5.4316155.83146.176.3313122324252627燃油经济性(qs/L)2829

源程序：

《第一章》

m=3880; g=9.8; r=0.367; x=0.85; f=0.013; io=5.83; CdA=2.77; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=Iw1+Iw2;

ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; %变速器传动比 L=3.2; a=1.947; hg=0.9; n=600:1:4000;

3

T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft1=T*ig(1)*io*x/r;%计算各档对应转速下的驱动力 Ft2=T*ig(2)*io*x/r; Ft3=T*ig(3)*io*x/r; Ft4=T*ig(4)*io*x/r; u1=0.377*r*n/(io*ig(1)); u2=0.377*r*n/(io*ig(2)); u3=0.377*r*n/(io*ig(3)); u4=0.377*r*n/(io*ig(4)); u=0:130/3400:130;

F1=m*g*f+CdA*u1.^2/21.15;%计算各档对应转速下的驱动阻力 F2=m*g*f+CdA*u2.^2/21.15; F3=m*g*f+CdA*u3.^2/21.15; F4=m*g*f+CdA*u4.^2/21.15; figure(1);

plot(u1,Ft1,'-r',u2,Ft2,'-m',u3,Ft3,'-k',u4,Ft4,'-b',u1,F1,'-r',u2,F2,'-m',u3,F3,'-k',u4,F4,'-b','LineWidth',2) title('汽车驱动力与阻力平衡图'); xlabel('u_{a}/km.h^{-1}') ylabel('F/N') gtext('F_{t1}') gtext('F_{t2}') gtext('F_{t3}') gtext('F_{t4}') gtext('F_{f}+F_{w}')

%由汽车驱动力与阻力平衡图知，他们无交点，u4在最大转速时 达到最大 umax=u4(3401) Ft1max=max(Ft1); imax=(Ft1max-m*g*f)/(m*g) disp('假设是后轮驱动');

C=imax/(a/L+hg*imax/L) % 附着率

delta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(1)*r^2*io^2*x/(m*r^2); delta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(2)*r^2*io^2*x/(m*r^2); delta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(3)*r^2*io^2*x/(m*r^2); delta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+If*ig(4)*r^2*io^2*x/(m*r^2); a1=(Ft1-F1)/(delta1*m); %加速度 a2=(Ft2-F2)/(delta2*m); a3=(Ft3-F3)/(delta3*m); a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);

h1=1./a1; %加速度倒数 h2=1./a2; h3=1./a3; h4=1./a4; figure(2);

4

plot(u1,h1,u2,h2,u3,h3,u4,h4,'LineWidth',2); title('加速度倒数-速度曲线图'); xlabel('u') ylabel('1/a') gtext('1/a1') gtext('1/a2') gtext('1/a3') gtext('1/a4')

%由加速度倒数-速度曲线图可知 u1min=min(u1); u1max=max(u1); u2min=u1max; u2min=min(u2); u2max=max(u2); u3min=u2max; u3max=max(u3); u4min=u3max; u4max=70; x1=[]; x2=[]; x3=[]; x4=[]; y=3401; for i=1:3401; if u3(i)<=u3min; x1=[i]; end end q1=max(x1); ua3=u3(q1:y); a3=h3(q1:y); for i=1:3401; if u4(i)<=u4min; x2=[i]; elseif u4(i)<=u4max; x3=[i]; end end q2=max(x2); q3=max(x3); ua4=u4(q2:q3); a4=h4(q2:q3);

s1=trapz(h2,u2 ); %二挡运行时间s2=trapz(ua3,a3);

5

s3=trapz(ua4,a4); s=[s1 s2 s3]; disp('积分得')

t=sum(s)*1000/3600 %总时间

《第二章》

Pe1=Ft1.*u1./3600;%计算各档对应转速下的功率 Pe2=Ft2.*u2./3600; Pe3=Ft3.*u3./3600; Pe4=Ft4.*u4./3600;

P1=F1.*u1./(3600*x);%计算各档对应的各个车速下的行驶功率 P2=F2.*u2./ (3600*x); P3=F3.*u3./ (3600*x); P4=F4.*u4./ (3600*x); figure(3);

plot(u1,Pe1,'-r',u2,Pe2,'-m',u3,Pe3,'-k',u4,Pe4,'-b',u1,P1,'k',u2,P2,'k',u3,P3,'k',u4,P4,'k','linewidth',2); gtext('Pe1') gtext('Pe2') gtext('Pe3') gtext('Pe4') xlabel('u/(km/h)'); ylabel('P/kW'); title('汽车功率平衡图');

n=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804]; Ua=[];

Ua=0.377*r*n./(io*ig(4)) ft=[];

ft=m*g*f+(2.77/21.15)*Ua.^2;%计算各转速对应的各个车速下的行驶阻力 Pe(1)=ft(1).*Ua(1)./(3600*x);%计算各转速对应的各个车速下的行驶阻力功率 Pe(2)=ft(2).*Ua(2)./(3600*x); Pe(3)=ft(3).*Ua(3)./(3600*x); Pe(4)=ft(4).*Ua(4)./(3600*x); Pe(5)=ft(5).*Ua(5)./(3600*x); Pe(6)=ft(6).*Ua(6)./(3600*x); Pe(7)=ft(7).*Ua(7)./(3600*x); Pe(8)=ft(8).*Ua(8)./(3600*x)

B0=[1326.8 13.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7]; B1=[-416.46 -303.98 -1.75 -121.59 -98.3 -73.714 -84.478 -45.291]; B2=[72.739 36.657 14.525 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.7113];

B3=[-5.8629 -2.0533 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215]; B4=[0.17768 0.043072 0.00681 0.0018555 0.000606 0.00035032 0.00028230 -0.000038568];

6

b1=(B0(1))+(B1(1)*Pe(1))+(B2(1)*Pe(1)^2)+(B3(1)*Pe(1)^3)+(B4(1)*Pe(1)^4); b2=(B0(2))+(B1(2)*Pe(2))+(B2(2)*Pe(2)^2)+(B3(2)*Pe(2)^3)+(B4(2)*Pe(2)^4); b3=(B0(3))+(B1(3)*Pe(3))+(B2(3)*Pe(3)^2)+(B3(3)*Pe(3)^3)+(B4(3)*Pe(3)^4); b4=(B0(4))+(B1(4)*Pe(4))+(B2(4)*Pe(4)^2)+(B3(4)*Pe(4)^3)+(B4(4)*Pe(4)^4); b5=(B0(5))+(B1(5)*Pe(5))+(B2(5)*Pe(5)^2)+(B3(5)*Pe(5)^3)+(B4(5)*Pe(5)^4); b6=(B0(6))+(B1(6)*Pe(6))+(B2(6)*Pe(6)^2)+(B3(6)*Pe(6)^3)+(B4(6)*Pe(6)^4); b7=(B0(7))+(B1(7)*Pe(7))+(B2(7)*Pe(7)^2)+(B3(7)*Pe(7)^3)+(B4(7)*Pe(7)^4); b8=(B0(8))+(B1(8)*Pe(8))+(B2(8)*Pe(8)^2)+(B3(8)*Pe(8)^3)+(B4(8)*Pe(8)^4); p=0.7; Qs=[];

Qs(1)=(Pe(1)*b1)/(1.02*Ua(1).*p*g); Qs(2)=(Pe(2)*b2)/(1.02*Ua(2).*p*g); Qs(3)=(Pe(3)*b3)/(1.02*Ua(3).*p*g); Qs(4)=(Pe(4)*b4)/(1.02*Ua(4).*p*g); Qs(5)=(Pe(5)*b5)/(1.02*Ua(5).*p*g); Qs(6)=(Pe(6)*b6)/(1.02*Ua(6).*p*g); Qs(7)=(Pe(7)*b7)/(1.02*Ua(7).*p*g); Qs(8)=(Pe(8)*b8)/(1.02*Ua(8).*p*g); M=polyfit(Ua,Qs,2);

UA=0.377*r*600/(ig(4)*io):1:0.377*r*4000/(ig(4)*io);%UA表示车速 QS=polyval(M,UA);%QS表示油耗 figure(4);

plot(UA,QS,'linewidth',2); title('最高档等速百公里油耗曲线'); xlabel('Ua/(km/h)'); ylabel('Qs/L');

《第三章》

io=[5.17 5.43 5.83 6.17 6.33]; Va=0.377*r*n(7)./(io.*ig(4)); Ps=46.9366;

disp('假设以最高档，较高转速（n取3401 ），最经济负荷（即90%负荷大约 46.9366Kw）行驶时油耗') qs=[];

qs(1)=(Ps*b7)/(1.02*Va(1).*p*g); qs(2)=(Ps*b7)/(1.02*Va(2).*p*g); qs(3)=(Ps*b7)/(1.02*Va(3).*p*g); qs(4)=(Ps*b7)/(1.02*Va(4).*p*g); qs(5)=(Ps*b7)/(1.02*Va(5).*p*g);

st=[ 17.5813 16.2121 14.5126 13.3775 12.9185];%加速时间：（这里以最高档〈四档〉、速度由0加速到94.93Km/h 的时间）因与题1.3第三问求法相同，这里不在累述，可直接有计算机求得： figure(5);

plot(qs,st,'+','linewidth',2)

7

hold on plot(qs,st,); gtext('5.17') gtext('5.43') gtext('5.83') gtext('6.17') gtext('6.33')

title('燃油积极性-加速时间曲线'); xlabel('燃油经济性(qs/L)');

ylabel('动力性--原地起步加速时间 (st/s)');

《第四章》 4-3

载荷 质量m/kg 质心高hg/m 轴距L/m 质心至前轴距离a/m 制动力分配系数β 空载 4080 满载 9290 0.845 1.170 3.950 3.950 2.100 2.950 0.38 0.38 1）

前轴利用附着系数为：fLz

bzhgL1z

azhg 后轴利用附着系数为： rLb3.950.381.85 空载时：0=0.413

hg0.845所以0空载时后轮总是先抱死。

Lb3.950.381满载时：0=0.4282

hg1.170时：前轮先抱死

0时：后轮先抱死

利用MATLAB作图得到下图：

8

2）由MATLAB计算知当φ=0.8时，(空载)制动效率为0.6720

所以其最大制动减速度为abmax0.8g0.67200.5376g

代入公式：

2ua210ua0 s23.6225.92abmax10.02302=6.57m 0.02303.6225.920.56g 计算可得：满载时 制动效率为0.87

因此其最大动减速度a'bmax0.8g0.870.696g 制动距离

2ua210ua0 s 23.6225.92abmax10.02302 =5.34m 0.02303.6225.920.696g3）A.若制动系前部管路损坏 Fxb2 Fz2GduGz gdtG(azhg) L9

后轴利用附着系数 rzLz

azhga/L

1rhg/L 后轴制动效率Err代入数据得：空载时：Er=0.45

满载时：Er=0.60

a)空载时 其最大动减速度abmax0.8g0.450.36g 代入公式：

2ua210ua0 s23.6225.92abmax10.02302=10.09m 0.02303.6225.920.36g

b)满载时 其最大动减速度abmax0.8g0.60.48g 代入公式：

2ua210ua0 s23.6225.92abmax10.02302=7.63m 0.02303.6225.920.48g

B．若制动系后部管路损坏 Fxb1 Fz1GduGz gdtG(bzhg) LLz

bzhgb/L

1fhg/L前轴利用附着系数 fz 前轴制动效率Eff代入数据 空载时：Ef=0.57

10

满载时：Ef=0.33

a)空载时 其最大动减速度abmax0.8g0.570.456g 代入公式：

2ua210ua0 s23.6225.92abmax10.02302=8.02m 0.02303.6225.920.456g

b)满载时 其最大动减速度abmax0.8g0.330.2g 代入公式：

2ua210ua0 s23.6225.92abmax10.02302=13.67m 0.02303.6225.920.2g

4-5

1）同步附着系数0Lb2.70.651.250.8 hg0.63 2）因0.70 所以前轮先抱死 Ef

=

zfb/L f0.7

fhg/L1.25/2.7=0.951

0.650.70.63/2.7 3）最大制动减速度：

abmax=Ef0.7g6.53m/s2

'Fu 4）GT

0.65

11

a) 1失效

Fu2(1)Fu2(1)G'0.7G'

1T2T2Fu1Fu2G'1.3G' 2失效

1T1T2b)1失效

2失效

c) 1失效

2失效

1Fu21T21Fu21T21Fu21T21Fu21T2G'

G'

G'

G'

5）a)1失效Fxb2 Fz2GduGz gdtG(azhg) LLz

azhga/L1.45/2.70.46

1rhg/L10.70.63/2.7 后轴利用附着系数 rz 后轴制动效率Err最大动减速度abmax0.7g0.460.32g 2失效Fxb1GduGz gdt Fz1G(bzhg) L 12

前轴利用附着系数 f 前轴制动效率

EfzLz

bzhgfb/L1.25/2.70.55

1fhg/L10.70.63/2.7最大动减速度abmax0.7g0.550.39g

b)由第2）问 知：前轮先抱死 1失效与2失效情况相同。

Fxb1GduGz gdt Fz1G(bzhg) Lf前轴利用附着系数 

Lzbzhg

前轴制动效率

zEffb/L1.25/2.7==0.95

fhg/L0.650.70.63/2.7最大动减速度abmax0.7g0.9510.33g 2c) 与b）回路的情况相同。 6） 比较优缺点：

a） 其中一个回路失效时，不易发生制动跑偏现象。但当1失效时，容易后轮先抱死，发生后轴测滑的不稳定的危险工况。 b）实现左右侧轮制动器制动力的完全相等比较困难。 c） 实现左右侧轮制动器制动力的完全相等比较困难。其中一个管路失效时，极容易制动跑偏。

13