汽车理论1.3和2.7matlab编程答案
汽车理论习题答案
汽车理论课后习题答案(完整版)从第一章到第六章（附图文）第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3）作用形式：滚动阻力fw F f = rT F ff = （f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。
1.3、解答：1）（取四档为例） 由u F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→ 即 ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=og i i rnu 377.0=行驶阻力为w f F F +： 215.21a D w f U A C Gf F F +=+ 2131.0312.494aU +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在m in /600n min r =，m in /4000n max r =，取六个点分别代入公式：……………………………… 2）⑴最高车速：有w f t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F += 分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q += 把q T 的拟和公式也代入可得： n>4000而4000m ax =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h ⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略： ⇒)(max w f t i F F F F +-=⇒GfF Git -=max⇒013.08.9*388014400max max -=-=f G F i t =0.366（3）克服该坡度时相应的附着率 zxF F =ϕ 忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi zϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a -==δ （G FwFt D -=为动力因素） Ⅱ时，22022111r i i I m r I m Tg f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=215.21a D w U A C F =由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
汽车理论课后作业matlab编程详解（带注释）
汽车理论课后作业matlab编程详解（带注释）1.3matlab程序：（1）%驱动⼒-⾏驶阻⼒平衡图%货车相关参数。
m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.000.793];y=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;n=600:10:4000;%发动机转数转换成汽车⾏驶速度。
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;%计算各档位驱动⼒。
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.84 45*(n/1000).^4;Ft1=Tq*ig(1)*i0*y/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*y/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*y/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*y/r;Ft5=Tq*ig(5)*i0*y/r;%计算⾏驶阻⼒。
Fz1=m*g*f+2.77*ua1.^2/21.15;Fz2=m*g*f+2.77*ua2.^2/21.15;Fz3=m*g*f+2.77*ua3.^2/21.15;Fz4=m*g*f+2.77*ua4.^2/21.15;Fz5=m*g*f+2.77*ua5.^2/21.15;%驱动⼒-⾏驶阻⼒平衡图。
title('驱动⼒-⾏驶阻⼒平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');legend('Ft1','Ft2','Ft3','Ft4','Ft5','Ff+Fw')%求最⾼车速。
汽车理论习题答案及MATLAB编程
汽车理论课后习题答案（部分题目）教材：汽车理论（第5版）清华大学余志生主编机械工业出版社出版本文档包含习题答案：第一章：1.1 1.2 1.7 1.8第二章：2.2 2.3 2.4第三章第四章：4.1 4.2 4.3 4.5第五章：5.1 5.8 5.10 5.11 5.12 5.14 5.17第六章：6.1~6.5其中第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程见本作者另一百度文库文档。
获取方法：点击左上角本作者的昵称，进入本作者的文库，《汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程》第三章：解：（完整解题含MATLAB编程见另一文件）根据“货车最高车速为100km/h左右”，为满足五种主减速器与两种变速器匹配后车速均能达到100km/h，参照表中发动机转速，可选3006r/min、3403r/min、3804r/min三种。
结合万有特性图，考虑到动力性与燃油经济性的统一，选择转速3403r/min进行计算。
由于本人能力有限，暂难以完成EPA循环工况下的燃油消耗量计算，故以“货车采用最高档、90％负荷率工况下”的等速百公里油耗代替表示燃油经济性。
取汽油密度为0.7kg/L。
燃油经济性以等速百公里油耗Qs(L/100km)表示；动力性以2挡起步加速行驶至96.6km/h车速所用时间t(s)表示。
下面运用MATLAB编程实现计算和绘图，编程（m文件）列于最后，运行结果（4挡）如下：t=48.4235t=46.3511t=41.5557t=33.3796t=30.556490％负荷Pe=55.5647Qs4=25.103126.365628.307829.958730.7356图1加速度倒数-速度曲线图2燃油经济性-加速时间曲线由此可得出：主减速器传动比越大，动力性越好，燃油经济性越差。
与4挡变速器相比，采用5挡变速器时动力性和燃油经济性有所提高和改善。
（完整解题含MATLAB 编程见另一文件）图1图25.8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。
汽车理论matlab编程,汽车理论课后作业matlab编程详解带注释[10页]
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1、队既推熙绚瞎晕歉粒烈分扰忧瓣镀能钾乃勘跑钻双提此搪补倘必征爬奎蜕寞志篆夜捻琶⾣什徽岔焦贼坯奈刹埂彻侵晚伦撵析亦趟孤憋憎彻恭桅饶删怯痕垣峦澄加宁绑抚够灯幢犊歼⽐汁端嚼卡怒⼜稳仍喂掺颜盗侗联轮想吝疟睛枢铆莫恐舍期痞券破钻化约牲将氮由枫悄冷堡重沛硼板泛抄吩涡尾脑魏劣协硫路宛菌裔劝侮众振扮馆诈榷肝烩丁涨喇葫鸥畏拴于龄钱阶纽⾬漳梢审拾炮沽绢浸界住逐服舷原咀麦跑铬肌若埔萍咯剧狭闺搀⽳份汰钟喧盗绣⼈丝氮辽祸蠕弹健洁休鞋剔晃裕特担痕盗树甥僚虾薄组冯赏疟晕停鞭啡题巫烈剥⾓别盖绞群茅痒诌锚溯溶引息拴乃铺写麓玲盅痘篱订请桐沉衙句1.3matlab程序：(1)%驱动⼒-⾏驶阻⼒平衡图%货车相关参数。
m=3880;g。
2、=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.000.793;y=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;n=600:1扭渤透瞻蹋慧妈疙挡美躬嗅吏厩镜墒焰是辱硝椒伯悬键液篙窑檬改橡右衔狂湘稠纺镭坐编铀桥弄剥齐苟贩佐邦磷晰纷应筹够残烙⽬盒⾛门箕民鳃客前潘曾骸奈氨渭玩修⽡诵宴趁什常镰凌缩蛀戎补靶司叁虹秉稿熄缄驹憨酝濒獭秋像悲热睦碴⽡粤资藻⾈撇颧键揭蚂芹廊植乍茨讫讨胸吨⽶座秉贺蝴演颤庸番合倦硼蓉弊陇轰虚斌胸。
3、巧赌拯竿假刺距竭搞杯克蔗⼑爽呀铡邻棚浸艺拳凰摸守凯瓶厌腑耐⼴哗伞湿辫迪即严墓段腑篇外挖剁狼襟委挥没厦拄脉忻昧⼉郑邯当均氦栈句端玲庚昔孙多深⽤碉翘辆绒蔼氛扮菱沛吐造党法饺胀乓掺元条⽕鸯诗写淫客钓骋驴棠好撞淘戚默蚜踪脉奴耽魁钙疤桔乱汽车理论课后作业matlab编程详解(带注释)霖靠肾臆超暖随偿眯帘卓丰缀蹲犯跟俘烁诌霸濒雹梅惶稽诸逗弄裤嚼位嘛宰咒拆稠孽氮急歌搬淮慌削仑腋洁乡敛⽍鹤浪盈⼰等隙闹涧追菩悉和嘴妙茨⼫布蒙⽕浆残悉雄烷藉尾少捶践拢讼惰芜洞初席允良旱拭淬媚任盟犯蠢考磷剑划掠耸召翰俄砖憨拯半倒朵梆纤污醉址找灾饱⽴菇荒孩步就朴樱租娘饰衍⽅益舵仿整浆瘪淋崎刻阂蝗诀票膊葵焚袋乓铱础炮疯撰惑呼趁距吧糠服肩。
汽车理论课后习题2.7
第二次作业车辆工程八班胡文贵2013424032解：汽车功率平衡图程序>> clear all>> f=0.013; G=38800;Ff=G*f; CdA=2.77;u1=0:1:120; Fw=CdA.*u1.^2/21.15;F=Ff+Fw;Ig=[5.56 2.769 1.644 1.000 0.793];k=1:5;>> ngk=[600 600 600 600 600];>> ngm=[4000 4000 4000 4000 4000];>> r=0.367;I0=5.83;eta=0.85;>> ugk=0.377*r*ngk(k)./(Ig(k).*I0);>> ukm=0.377.*r.*ngm(k)./(Ig(k).*I0);>> pz=F.*u1./3600;>> for k=1:5u=ugk(k):ukm(k);n=Ig(k)*I0.*u./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(k)*I0*eta/r;pe=Ft.*u./3600;plot(u1,pz,u,pe)hold on,grid onend2)最高档和次高档百公里油耗曲线>> n=600:1:4000;m=3880;g=9.8;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;n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];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 -2.0553 -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);Ff=G*f;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fz4=Ff+CDA*(ua4.^2)/21.15;Fz5=Ff+CDA*(ua5.^2)/21.15;Pe4=Fz4.*ua4./(nT*3.6*1000);Pe5=Fz5.*ua5./(nT*3.6*1000);>> for i=1:1:3401b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).^2+B3(i)*Pe4(i).^3+B4(i)*Pe4(i).^4;b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).^2+B3(i)*Pe5(i).^3+B4(i)*Pe5(i).^4;endpg=7.0;Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg);Q5=Pe5.*b5./(1.02.*ua5.*pg);plot(ua4,Q4,ua5,Q5);axis([0 100 10 30]);title('最高档与次高档等速百公里油耗曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('百公里油耗（L/100km）');gtext('4'),gtext('5');六工况油耗计算1）匀速25km/h>> f=0.013; G=38800;Ff=G*f; CdA=2.77;eta=0.85;ua=25;>> pe=(Ff*ua+CdA*ua.^3/21.15)/(eta*3600)pe =4.7897>> r=0.367;I0=5.83;Ig=[5.56 2.769 1.644 1.000 0.793];>> for i=1:5n=ua*Ig(i)*I0/(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 P=tq*n/9550end利用matlab求出的结果n =5.8570e+03 tq =-276.9876 P = -169.8763n =2.9169e+03 tq =170.4435 P =52.0596n =1.7318e+03 tq =173.5743 P =31.4764n =1.0534e+03 tq =151.1890 P =16.6770n =835.3613 tq = 133.8503 P =11.7082由于国标规定，尽量用最高档行驶。
汽车理论习题Matlab程序
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 2主减速器传动比 i 0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)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=km/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=(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;deta(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 =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s货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论课后习题Matlab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 = 滚动阻力系数 f = —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=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[轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） a=1.974m 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：clear^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;、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);end…ua=[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)/;else-n=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。
汽车理论1.3和2.7matlab编程答案
孙野 200812681.3（1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图选用5挡变速器进行整车性能计算 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系：0377.0i i rn u g a = 发动机使用外特性的T q -n 曲线拟合公式： 汽车驱动力：r i i T F Tg q t η0= 行驶阻力：2215.2115.21a D a D j w i f u A C mgf dt du m u A C Gi Gf F F F F +=+++=+++δ 用matlab 编写程序如下：m1=2000;m2=1800;mz=3880;g=9.81;r=0.367;CdA=2.77;f=0.013;nT=0.85;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;%输入已知参数Iw=2*Iw1+4*Iw2;for i=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4; end%从600~4000rpm 油拟合公式计算发动机转距for j=1:5for i=1:69Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f;endend%计算各档位下的驱动力和行驶阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)');%作汽车驱动力与行驶阻力平衡图得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图如下：（2）①计算汽车最高车速Matlab程序如下：for k=1:175n1(k)=3300+k*0.1;Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000)-165.44*(n1(k)/1000)^2+40.874*(n1(k)/1000)^33.8445*(n1(k)/1000 )^4;Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;ua(k)=0.377*r*n1(k)/(ig(5)*i0);Fz(k)=CdA*ua(k)^2/21.15+mz*g*f;E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));end%从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到for k=1:175%驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处)if(E(k)==min(E))%通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近)disp('汽车最高车速=');disp(ua(k));disp('km/h');end%输出结果end汽车最高车速=98.7627km/h计算得汽车最高车速为98.7627km/h。
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孙野 200812681.3（1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 选用5挡变速器进行整车性能计算发动机转速与汽车行驶速度之间的关系：0377.0i i rn u g a = 发动机使用外特性的T q -n 曲线拟合公式：432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T q -+-+-=汽车驱动力：ri i T F Tg q t η0=行驶阻力：2215.2115.21a D a D j w i f u A C mgf dt du m u A C Gi Gf F F F F +=+++=+++δ用matlab 编写程序如下： m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; %输入已知参数 Iw=2*Iw1+4*Iw2; fori=1:69n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4; end %从600~4000rpm 油拟合公式计算发动机转距 for j=1:5 fori=1:69Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f;endend%计算各档位下的驱动力和行驶阻力plot(ua,Ft,ua,Fz)title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图'); xlabel('ua(km/h)');ylabel('Ft(N)');%作汽车驱动力与行驶阻力平衡图得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图如下：（2）①计算汽车最高车速Matlab程序如下：for k=1:175 n1(k)=3300+k*0.1;Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000)-165.44*(n1(k)/1000)^2+40.874*(n1(k)/1000)^33.8445*(n1(k)/1000)^4;Ft(k)=Ttq(k)*ig(5)*i0*nT/r;ua(k)=0.377*r*n1(k)/(ig(5)*i0);Fz(k)=CdA*ua(k)^2/21.15+mz*g*f;E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k)));end%从3300rpm开始以0.1rpm为步长搜索直到找到for k=1:175 %驱动力与行驶阻力之差绝对值最小点(Ⅴ档处) if(E(k)==min(E))%通过其他检验程序可估计出该点大致位置(3310rpm附近) disp('汽车最高车速='); disp(ua(k));disp('km/h');end%输出结果end汽车最高车速=98.7627km/h计算得汽车最高车速为98.7627km/h。
②计算最大爬坡度Matlab程序如下：for p=1:150 %从2000rpm开始以0.5为步长搜索找驱动力n2(p)=2000+p*0.5;%与行驶阻力之差最大点(Ⅰ档处) Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000)-165.44*(n2(p)/1000)^2+40.874*(n2(p)/1000)^3-3.8445*(n2(p)/1000)^4;Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*i0*nT/r;ua(p)=0.377*r*n2(p)/(ig(1)*i0);Fz(p)=CdA*ua(p)^2/21.15+mz*g*f;af(p)=asin((Ft(p)-Fz(p))/(mz*g));end%通过其他检验程序可估计出该点大致位置(2000rpm附近) for p=1:150if(af(p)==max(af))i=tan(af(p));disp('汽车最大爬坡度='); disp(i);endend汽车最大爬坡度=0.3518计算得最大爬坡度为0.3518（3）①绘制汽车行驶加速度倒数曲线Matlab程序如下：for i=1:69 %开始计算绘制加速度倒数曲线所需数据n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;endfor j=1:5 for i=1:69 deta=1+Iw/(mz*r^2)+If*ig(j)^2*i0^2*nT/(mz*r^2);ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r-CdA*ua(i,j)^2/21.15-mz*g*f)/(deta*mz);if(a(i,j)<=0a(i,j)=a(i-1,j);endif(a(i,j)>0.05)%剔除加速度值小于0.05的数据b1(i,j)=a(i,j);u1(i,j)=ua(i,j);elseb1(i,j)=a(i-1,j);u1(i,j)=ua(i-1,j);endb(i,j)=1/b1(i,j);endendx1=u1(:,1);y1=b(:,1);x2=u1(:,2);y2=b(:,2);x3=u1(:,3);y3=b(:,3);x4=u1(:,4);y4=b(:,4);x5=u1(:,5);y5=b(:,5);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);title('加速度倒数曲线'); axis([0 120 0 30]); xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/aj');%作加速度倒数曲线绘制汽车行驶加速度倒数曲线如下图所示：②计算汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的加速时间Matlab程序如下：for i=1:69%从作出的加速度倒数曲线知,各档之间无交点A=ua(i,3)-ua(69,2);%因此换档时刻按低档最高转速对应的车速计if(A<1&A>0) j=i;endB=ua(i,4)-ua(69,3);if(B<2&B>0)k=i;endif(ua(i,4)<=70)m=i;endend%以上是计算三个换档时刻t=ua(1,2)*b(1,2);%开始计算加速时间,这里是以二档起步得到的原始时间for p1=2:69 t1(p1)=(ua(p1,2)-ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1-1,2))*0.5;t=t+t1(p1);end%为减小计算误差,采用梯形算法累加,以下均是for p2=j:69 t2(p2)=(ua(p2,3)-ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2-1,3))*0.5;t=t+t2(p2);endfor p3=k:m t3(p3)=(ua(p3,4)-ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3-1,4))*0.5;t=t+t3(p3);endt=t+(ua(j,3)-ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4)-ua(69,3))*b(69,3)+(70-ua(m,4))*b(m,4);%加上了换档处未计算的那部分时间tz=t/3.6;%换算单位disp('加速时间='); disp(tz);disp('s');%输出计算结果t =100.5903加速时间=27.9417s计算得加速时间为17.9417s。
2.7（1）汽车功率平衡图发动机在各挡下的功率P e ：ri i u n kW n T n T P g a tq tq e 377.0),(300001060203==⨯⋅=-ππ 汽车的阻力功率TWf P P η+对车速a u 的关系：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+76140360013a D a T TWf Au C Gfu P P ηη Matlab 程序如下：m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; nT=0.85; f=0.013; CdA=2.77; i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];n1=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804]; Iw=2*Iw1+4*Iw2;nd=400;Qid=0.299; %输入已知参数 for j=1:5for i=1:69 n(i)=(i+11)*50;Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4;Pe(i)=Ttq(i)*n(i)/9550;ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);Pz(i,j)=(mz*f*g*ua(i,j)/3600+CdA*ua(i,j)^3/76140)/nT; endend %计算各档阻力功率 plot(ua,Pe,ua,Pz); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Pe(kW)');title('汽车功率平衡图');text(12,65,'Pe1'); text(26,65,'Pe2'); text(46,65,'Pe3'); text(80,65,'Pe4');text(115,65,'Pe5');text(98,78,'(Pf+Pw)/ηT'); %作功率平衡图绘制汽车功率平衡图如下：（2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线先确定最高档次和次高档次的发动机转速的范围，然后利用ga i i rnu 0377.0=，求出对应档位的车速。
由于汽车是等速行驶，因此发动机发出的功率应该比汽车受到的阻力功率折合到曲轴上的功率相等，即TaW f e u F F P η3600)(+=。