姓 名 _______________________ 学 号 _______________________ 专 业 _______________________ 班 级 _______________________ 指导教师 ___________________
年 月 日
汽车理论课程设计任务书
本次计算设计以小组为单位进行，每组计算两种车型（ 大型车、 小型车）。先进行手工计算并绘图（每个档位选取 5-8个特征点），然 后计算机编程（MATLAB实现并绘图，最终打印计算说明书和程序。 具体设计要求如下：
1. 汽车动力性、经济性分析计算
通过查阅收集有关资料，计算分析给定型号汽车的动力性能及燃 油经济性， 并绘出该车型的发动机外特性曲线， 驱动力——行驶阻力 平衡图，动力特性
图，百公里油耗曲线。根据计算结果，结合实际情 况，分析该车型发动机参数和底盘性能参数匹配是否合理， 并提出修 改意见。
2. 参数 部分车型参数不完整，请查阅相关资料或用经验公式计算选取， 并
经手动计算分析后修正获得。 （说明书中注明出处）
3. 说明书
说明书内容包括： 任务书、目录、各车型参数、 参数分析、计算、结论、设计总结及心得体会。
车型一：解放 CA1091载货汽车
'、发动机CA6102（附表一）
Nmax=99kw相应转速 3000r/min） Mmax=^g 应转速 1300r/mi n）
、整车参数：
1. 尺寸参数：全长 L=7205mm全宽B=2476mm全高H=2436m,轴距 L仁4050mm前轮距B仁1850mm后轮距B2=1740mm. 2. 重量参数（附表二） 3. 性能参数：
变速箱传动比 i i=, i 2=, i 3=, i 4=, i 5=, i 6=1, i
图表、倒=。主减速器比i 0=。车轮：。 、使用数据：
滚动阻力系数f=;
道路阻力系数：强度计算用①=1 性能计算用①二 空气阻力系数：Cd= 迎风面积：A=x宽X高； 最大速度：Vmax=90km/h 最大爬坡度：28% 传动系效率：n =
表一：发动机参数
转速n 1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 (r/mi n ) 有效扭矩Tq () 耗油率b (g/) — I— —曰.介来“空载 表一：重量参数 满载 9445 车重(kg) 4250 前桥（kg） 后桥（kg） 2030 2220 2485 6960 车型四：SATANA200轿车
、发动机2VQS（附表一）
Nmax=74kw相应转速 5200r/min） Mmax=^g应转速 3800r/min）
、整车参数：
1. 尺寸参数：全长 L=4680mm全宽 B=1700mm全高 H=1423m,由距 L仁2656mm, 前
轮距B仁1414mm后轮距 B2=1422mm.
2. 重量参数（附表二） 3. 性能参数：
变速箱传动比i 1=, i 2=, i 3=, i 4=, i 5=,主减速器比i o=。车轮：195-60。
、使用数据： 滚动阻力系数f=; 空气阻力系数：Cd= 迎风面积：A=K X高； 最大爬坡度：28% 传动系效率：n =
— I— —曰.介来“空载 表二：重满载 1623 量参数
车重（kg） 1248 目录
1. 基础资料 ........................................................................ 1
已知参数 ....................................................................... 1 其他参数 ....................................................................... 2
发动机使用外特性拟合公式 ........................................................ 3
MATLAB介绍 ............................................................................................................................... 3 2.曲线绘制 ......................................................................... 4
解放CA1091载货汽车曲线绘制 ................................................................................................ 4
发动机外特性曲线 ................................................................................................................... 4 绘制驱动力 - 行驶阻力平衡图 ........................................................................................... 5 动力特性图 ............................................................................................................................. 9 汽车百公里油耗曲线 .......................................................................................................... 11
SATANA200轿车曲线绘制 ...................................................................................................... 13
发动机外特性曲线 .............................................................................................................. 13 驱动力-行驶阻力平衡图 ....................................................... 15 动力特性图 ................................................................. 17
百公里燃油消耗曲线 .......................................................................................................... 20
3 分析 ................................................................................................................................................ 22
解放CA109载货汽车分析 ....................................................................................................... 22 计算最高车速 ....................................................................................................................... 22 计算最大爬坡度 ............................................................ 22
燃油经济性分析 .................................................................................................................. 22
SANATA200轿车分析 .............................................................................................................. 22
计算最高车速 ....................................................................................................................... 22 计算最大爬坡度 .................................................................................................................. 23 燃油经济性分析 .................................................................................................................. 23
4. 结论 ........................................................................ 24 5. 心得体会 ..................................................................... 25 6. 参考文献 ..................................................................... 26
1基础资料 已知参数
解放CA1091载货汽车
表1-1解放CA1091汽车已知参数
参数 取大功率Pmax 最人扭矩Tmax 全长L 全宽B 全高H 轴距L1 前轮距B1 后轮距B2 数值 99kw 373 N m 备注 相应转速3000r/min 相应转速1300r/mi n 7205mm 2476mm 2436mm 4050mm 1850mm 1740mm i1=, i2= i3=,i4= 变速箱传动比 i5=,i6=1 主减速器比i o 车轮 滚动阻力系数f 空气阻力系数Cd 迎风面积A 最大速度Vmax 最大爬坡度 A=*宽*高 A= 90km/h 28% 传动系效率
表1-2发动机CA6102参数
转速n
1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 (r/mi n ) 有效扭矩Tq （） 耗油率b （g/）
表1-3解放CA1091载货汽车质量参数
空载 车重（kg） 前桥（kg） 后桥（kg）
满载 9445 2485 6960 4250 2030 2220 SATANA200C轿车
表1-4 SATANA2000轿车已知参数
参数 取大功率Pmax 最大扭矩Tmax 全长L 全宽B 全高H 轴距L1 前轮距B1 后轮距B2 数值 74kw 155 N m 备注 相应转速5200r/min 相应转速3800r/min 4680mm 1700mm 1423mm 2656mm 1414mm 1422mm 变速箱传动比 i1=,i2= i3=,i4= i5= 主减速器比i o
车轮 195/60R14 滚动阻力系数f 空气阻力系数Cd 迎风面积A 最大爬坡度 A=*宽*高 A= 28% 传动系效率
表1-5 SATANA2000轿车质量参数
空载 车重（kg）
满载 1623 1248 其它参数
表1-6轮胎参数
参数 公式 备注 轮胎半径（m） GB/T 2977-2008 轮胎半径(m) 1炉 2+195<
(195/60R14) 表1-7发动机参数（发动机2VQS）
转速 n/(r/min) b(g/) 1000 265 4600 295 1600 260 2200 255 2800 250 3400 260 3800 265 转速 n/(r/min) b(g/) 5200 300 发动机使用外特性拟合公式⑴
Tq：发动机转矩（N m
M
m最大转矩（N m
M：最大功率时相应的转矩（Nm n p：最大功率时的转速（r/min ）
广..、..：最大转矩时的转速（r/min ） n:
发动机转速（r/min ）
此经验公式适合绝大多数发动机，故选用其作为初始计算转矩公式。由于
Mr> 、：二均已知，M可根据公式Pe=〔求得，此处 即为M。
matlab 简介[2]
MATLA是美国MathWorks公司出品的商业 数学软件，用于算法开发、数据 可视化、数
据分析以及 数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB口 Simulink 两大部分。
MATLA是 matrix&laboratory 两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。 是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计 的高科技计算环境。它
将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非 线性动态 系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，
为科学研
究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决 方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式 程序设计语言（如C、Fortran ）的 编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB口 Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用 软件中在
数值计算方面首屈一指。MATLA可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、 实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、 控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLA的基本数据单位是矩阵，它的 指令表达式与数学、工程中常用的形 式十分相似，
故用MATLA来解算问题要比用C, FORTRA等语言完成相同的事情 简捷得多，并且MATLA也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB®为一个强 大的数学软件。在新的版本中也加入了
对 C, FORTRANC++, JAVA的支持。
2曲线绘制
解放CA1091载货汽车曲线绘制
发动机外特性曲线 简介[1]
将发动机的功率Pe、转矩Tq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速n之间的 函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲 线。如果发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置）
，则此特性曲线称
为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），则称为发动机部分 负荷特性曲线。 计算
发动机CA6102转速选取10个特征点，分别为1000、1200、1300、1400、 1600、1800、
2000、2400、2800、3000。
根据经验公式
=沁 ................... ■:
已知发动机CA6102相关参数如下：
M=TmaX=373Nm
Pmax=99kw 「,=3000 r/min 由公式 R=（Ttq* n）/9550 得发动机EQ6100-1最大功率时的转矩: N MP=Tpe 955t>Pma3l 9550K99 3000 利用经验公式可得各相应转速下的发动机转矩 利用Pe==—,求出相应转速的发动机功率 95SO 表2-1发动机CA6102外特性曲线 转速 n/(r/mi n) 1000 1200 1300 1400 1600 1800 Ttq 373 Pe(kw) 转速 n/(r/mi n) 2000 2400 2800 3000 Ttq Pe(kw) 程序编制 n=1000:10:3000; Ttq=373-.*((1300-n).A2))/((1700).A2); Pe=Ttq.* n/9550; xlabel( 'n/(r/min)' text(2600,95, 'Pe'); text(1800,90, 'Ttq'); hold on; plotyy( n,Pe, n,Ttq); hold on; ),ylabel( 'Pe/(kw)'); 绘图 图2-1发动机CA6102外特性曲线图 驱动力行驶阻力平衡图 简介⑴ 一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线 Ft-Ua来 全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。在驱动力图上把汽车行驶中经常 遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力 -行驶阻力平衡图， 并以它来确定汽车的动力性。由于驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得 的，因此它是使用各档位时在一定车速下汽车能发出的驱动力的极值。 中，发动机常在节气门部分开启下工作，相应的驱动力要比它小。 计算 实际行驶 T i i rn ， Ua 由公式Ft tq g 0七377° 可计算出各挡位、各转速所 r I gio 对应的Ft和ua,其中：Tq由表 可查得，io=,n =，r=。 计算所得数据如下表2-2 : 表2-2解放CA1091载货汽车驱动力图 转速 n/(r/mi n) I档 n档 川档 ua/(km/h) Ft/N ua/(km/h) Ft/N ua/(km/h) Ft/N 1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 IV档 V档 Ft/N VI档 Ft/N ua/(km/h) 转速 n/(r/mi n) ua/(km/h) ua/(km/h) Ft/N 1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 2 根据公式Ff , FW 琳可以计算出”所对应的Ff+Fw，其中: Wf G = 94450N, 计算分析动力性时，我国规定的载质量为满载，由已知参数知, Cd = , A = m 2, f = 取 ua=10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 (km/h) 计算所得数据如下表2-3 表2-3解放CA1091载货汽车行驶阻力表 Ua/(km/h) 10 20 30 40 50 F+Fw/N f Ua/(km/h) 60 70 80 90 Ff+F/N 程序编制 Ua1=3:1:12; Ft1=.*.*.*Ua1/.A2/(1700).A2).*.*.*; plot(Ua1,Ft1); text(12,30000, T ); hold on; Ua2=6:1:19; Ft2=.*.*.*Ua2/.A2/(1700).A2).*.*.*; plot(Ua2,Ft2); text(15,20000, 'll'); hold on; Ua3=10:1:32; Ft3=.*.*.*Ua3/.A2/(1700).A2).*.*.*; plot(Ua3,Ft3); text(25,13000, 'Ill'); hold on; Ua4=16:1:48; Ft4=.*.*.*Ua4/.A2/(1700).A2).*.*.*; plot(Ua4,Ft4); text(40,8000, 'IV' ); hold on; Ua5=22:1:66; Ft5=.*.*.*Ua5/.A2/(1700).A2).*.*.*; plot(Ua5,Ft5); text(60,6000, 'V' ); hold on; Ua6=30:1:91; Ft6=.*.*1.*Ua6/.A2/(1700).A2).*.*1 plot(Ua6,Ft6); text(90,5000, 'VI' ); hold on; Ua7=0:1:91; G=94450; f=; Cd=; A=; F=G.*f+Cd.*A.*Ua7.A2/; plot(Ua7,F); text(60,2000, 'Ft+Fw' ); xlabel( 'Ua/(km/h)' ),ylabel( hold on; 'Ft/N' ); 绘图 图2-2 驱动力-行驶阻力平衡图 动力特性图 简介⑴ 将汽车行驶方程两边除以汽车重力并整理如下： Ft=Ff+F +F+F =W gdt 为汽车的动力因数并以符 D表示，则汽车在各档下的动力因数与 车速的关系曲线称为动力特性图[1] 计算 汽车动力因数D — 2 CdA% Fw为不同车速下的空气阻力，根据FW 21.15 可以计算得出, 其中各挡位 对应的的ua可由表 得到，Cd = , A =,各挡对应的的Ft也可由表 得到。 计算所得数据如下表2-4: 程序编制 Ua1=3:1:12; Ft 仁(.*.*.*Ua1/.A2心700).人2).*.*.* hold on; Ua2=6:1:19; Ft2=(.*.*.*Ua2/.A2/(1700).A2).*.*.* hold on; Ua3=10:1:32; Ft3=(.*.*.*Ua3/.A2/(1700).A2).*.*.* 'Ill'); 'll'); T ); 表2-4动力特性表 I档 n档 D 川档 D 转速 n/(r/min) ua/(km/h) ua/(km/h) ua/(km/h) D 1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 转速 n/(r/min) iv档 v档 VI档 ua/(km/h) D ua/(km/h) D ua/(km/h) Ft/N 1000 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 hold on; Ua4=16:1:48; Ft4=(.*.*.*Ua4/.A2心700).人2).*.*.* hold on; Ua5=22:1:66; Ft5=(.*.*.*Ua5/.A2/(1700).A2).*.*.* hold on; Ua6=30:1:91; Ft6=(.*.*1.*Ua6/.A2/(1700).A2).*.*1.* hold on; Ua7=[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90]; f=[ ]; plot(Ua7,f); 'VI'); 'V'); 'IV'); hold on; xlabel( 'Ua/(km/h)' ),ylabel( 'D') 绘图 图2-3解放CA1091载货汽车动力特性图 百公里油耗曲线 简介⑴ 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一 定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种 评价指标，指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以 最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。 计算 Pe-t 1 1 GfUl 利用公式Q=—和Pe=（Pf+P）=（二-=）计算，其中：汽油机p g 范围为由于CA6102为汽油机，故取p g=7N/L。 计算所得数据如下表： 表2-5解放CA1091载货汽车百公里油耗表 转速 n/(r/min) 1000 1200 1300 1400 1600 ua/(km/h)( v 档) 功率Pe/kw b(g/) Qs/(L/100km) 转速 n/(r/min) 1800 2000 2400 2800 3000 ua/(km/h)( v 档) 功率Pe/kw b(g/) Qs/(L/100km) 程序编制 X=[ Y=[ ]; ]； plot(X,Y); xlabel( 'Ua/(km/h)' ),ylabel( 'Qs/(L/100km)') hold on; 绘图 5占占E°J7 4442 40 __________ I ___________________ I ________ | _________ i _________ i _________ 30 4D 50 60 ?Q 80 90 图2-4解放CA1091载货汽车百公里油耗图 100 SATANA200C曲线绘制 发动机外特性曲线 简介⑴ 将发动机的功率Pe、转矩Tq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速n之间的 函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲 线。如果发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置） ，则此特性曲线称 为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），则称为发动机部分 负荷特性曲线。 计算 发动机2VQS转速选取8个特征点，分别为1000、1600、2200、2800、3400、 3800、 4600、5200。 根据经验公式 =\" ……一二 - 已知发动机2VQS相关参数如下: M=TmaX=155Nm Pma=74kw n. =3800r/mi n I=5200r/min 由公式 Pe=(Ttq* n)/9550 发动机2VQS最大功率时的转矩： 一〒 95 50PmaH_^50X74 K1 MP=TPemaX= -------------------- N m=m n 5200 利用经验公式可得各相应转速下的发动机转矩 利用Pe=^—,求出相应转速的发动机功率： 95S0i 表2-6发动机2VQS外特性曲线 转速 n/(r/min) 1000 1600 2200 2800 3400 3800 转矩Ttq/ 功率Pe/kw 转速 n/(r/min) 4600 5200 转矩Ttq/ 功率Pe/kw 程序编制 n=1000:10:5200; Ttq=155-.*((3800-n).A2))/((1400).A2); Pe=Ttq.* n/9550; xlabel( 'n/(r/min)' text(3000,45, 'Pe'); ),ylabel( 'Pe/(kw)'); M=TmaX=155Nm text(1800,65, 'Ttq') 0 hold on; n. =3800r/mi n 100Q iV(r/mi 1 plotyy( n,Pe, n,Ttq) O O O 6 550 图2-5发动机2VQS外特性曲线图 驱动力行驶阻力平衡图 简介⑴ 一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线 Ft-Ua来 全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。在驱动力图上把汽车行驶中经常 遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力 -行驶阻力平衡图， 并以它来确定汽车的动力性。由于驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得 的，因此它是使用各档位时在一定车速下汽车能发出的驱动力的极值。 实际行驶 中，发动机常在节气门部分开启下工作，相应的驱动力要比它小。 计算 由公式Ft Ttqigi0 t , Ua r 0. 377 可计算出各挡位、各转速所 i gio 对应的Ft和ua,其中：Tq由表 可查得，io=,n =, r=。 计算所得数据如下表： 表2-7 SATANA2000轿车驱动力图 I档 转速 n/(r/min) ua/(km/h) H档 Ft/N 川档 Ft/N ua/(km/h) ua/(km/h) Ft/N 1000 1600 2200 2800 3400 3800 4600 5200 iv档 转速 n/(r/min) ua/(km/h) v档 Ft/N ua/(km/h) Ft/N 1000 1600 2200 2800 3400 3800 4600 5200 根据公式Ff Wf , FW CAL可以计算出Ua所对应的Ff+Fw，其中： 21. 15 计算分析动力性时，我国规定的载质量为满载，由已知参数知， G = ， A = ， f =。 G = 16230N, 取 11=20，40，60，80，100，120，140，160，180（ km/h） 计算所得数据如下表： 表2-8 SATANA2000轿车行驶阻力表 Ua/(km/h) 20 40 60 80 100 120 Ff+Fw/N Ua/(km/h) 140 160 180 Ff+Fw/N 程序编制 Ua1=7:1:41; Ft1=.*.*.*Ua1/.A2/(1400).A2).*.*.*; plot(Ua1,Ft1); text(50,6000, T ); hold on; Ua2=13:1:73; Ft2=.*.*.*Ua2/.A2/(1400).A2).*.*.*; plot(Ua2,Ft2); text(70,3800, 'll'); hold on; Ua3=21:1:110; Ft3=.*.*.*Ua3/.A2/(1400).A2).*.*.*; plot(Ua3,Ft3); text(90,2600, 'III' ); hold on; Ua4=30:1:158; Ft4=.*.*.*Ua4/.A2/(1400).A2).*.*.*; plot(Ua4,Ft4); text(130,1900, 'IV' ); hold on; Ua5=33:1:177; Ft5=.*.*.*Ua5/.A2/(1400).A2).*.*.*; plot(Ua5,Ft5); text(174,1000, 'V' ); hold on; Ua6=0:1:177; G=16230; f=; Cd=; A=; F=G.*f+Cd.*A.*Ua6.A2/; plot(Ua6,F); text(120,500, 'Ft+Fw' ); xlabel( 'Ua/(km/h)' ),ylabel( hold on; 绘图 'Ft/N' ); 珥一 G 图2-6 SATANA2000轿车驱动力-行驶阻力平衡图 动力特性图 简介⑴ 将汽车行驶方程两边除以汽车重力并整理如下 =w+ Mu gdt 为汽车的动力因数并以符 D表示，则汽车在各档下的动力因数与 Ft=Ff+F +F+F 车速的关系曲线称为动力特性图[1] 计算 汽车动力因数D --------- Fw为不同车速下的空气阻力，根据FW CdAUa 21.15 可以计算得出, 其中各挡位 对应的的Ua可由表 得到，Cd = ，A =,各挡对应的的Ft也可由表 得到。 计算所得数据如下表 图2-9 SATANA2000轿车动力特性图 I档 n档 D 川档 D 转速 n/(r/min) ua/(km/h) ua/(km/h) ua/(km/h) D 1000 1600 2200 2800 3400 3800 4600 5200 iv档 v档 转速 n/(r/min) ua/(km/h) D ua/(km/h) D 1000 1600 2200 2800 3400 3800 4600 5200 程序编制 Ua1=7:1:41; Ft仁(.*.*.*Ua1/.A2心400).人2).*.*.* hold on; Ua=13:1:73; Ft2=(.*.*.*Ua2/. A2/(1400).A2).*.*.* hold on; Ua3=21:1:110; Ft3=(.*.*.*Ua3/.A2/(1400).A2).*.*.* hold on; Ua4=30:1:158; Ft4=(.*.*.*Ua4/.A2/(1400).A2).*.*.* hold on; Ua5=33:1:177; Ft5=(.*.*.*Ua5/.A2/(1400).A2).*.*.* hold on; Ua6=[0 30 60 90 120 150 180]; f=[ ]; plot(Ua6,f); xlabel( 'Ua/(km/h)' ),ylabel( 'D' ) hold on; 绘图 'I' ); 'II' ); 'III' ); 'IV' ); 'V' ); 图2-7 SATANA2000轿车动力特性图 百公里油耗曲线 简介⑴ 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一 定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种 评价指标，指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以 最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。 计算 Prt 1 1 GfUd CnAUj 利用公式QS= 和Pe= （Pf + P）二（ l..Q2Ua.pg ^ 761401 ）计算，其中：汽油 ' 门 T| 机P g范围为由于CA6102为汽油机，故取p g=7N/L。 计算所得数据如下表： 表2-10 SATANA2000轿车百公里油耗表 转速 n/(r/min) 1000 1600 2200 2800 3400 3800 ua/(km/h)( v档) 功率Pe/kw b(g/) 265 260 255 250 260 265 Qs/(L/100km) 转速 n/(r/min) 4600 5200 ua/(km/h)( v档) 功率Pe/kw b(g/) 295 300 Qs/(L/100km) 程序编制 X=[]; Y=[]； plot(X,Y); xlabel( ' Ua/(km/h)' ),ylabel( 'Qs/(L/100km)') hold on; 绘图 土省E 00LS/ O 20 40 60 80 100 120 140 169 180 Ua^km/hi 图2-8 SATANA2000轿车百公里油耗图 3分析 解放CA1091载货汽车分析 计算最高车速 在驱动力和行驶阻力平衡时，由驱动力一行驶阻力平衡图（图 高车速为 76km/h,转速 n~ 2507r/min。 根据所给的发动机CA6102参数可知，发动机转速可以达到n=3000r/min （此 时为最大功率），由可知，汽车达到最大速度76km/h时，发动机转速完全满足要 求，但是解放CA1091载货汽车要求的最大车速为90km/h，故无法满足该载货汽 车最高车速的要求。 计算最大爬坡度 挡时爬坡能力最强，只有当汽车驱动力大于坡度阻力和滚动阻力（空气阻 2-2 ）求得最 力和加速阻力不计）时，汽车才能爬上坡。 Ft-(F f-Fw) i=ta G Ft= Ff= Fw= G=94450 该货车要求的最大爬坡度为i= 28%，所以该货车最大爬坡度能满足要求。 燃油经济性分析 解放CA1091载货汽车行驶时等速百公里燃油消耗量如图 2-4示。由图可知 在最高档时，随着车速的提高，等速百公里燃油消耗量逐渐升高。由于档位越低， 汽车的后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油消耗率就越高，百公里油耗就 越大。因此，货车一般应尽量以最高档行驶，且在不换挡的情况下，应在接近于 低速的中等车速时行驶，从而降低燃油消耗量。 由百公里燃油消耗量曲线可知，为了保持尽可能低的燃油消耗量，应该为该 车增加尽可能多的档位，增大选用合适档位使发动机工作经济工作状况的机会， 尤其对于载货汽车，增加档位数可明显节省燃油。 SATANA200轿 车分析 计算最高车速 在驱动力和行驶阻力平衡时，由驱动力一行驶阻力平衡图（图 高车速为166km/h,转速n~ 4896n。 根据所给的发动机2VQS参数可知，发动机转速可以达到 n=5200r/min （此 时为最大功率），由可知，汽车达到最大速度166km/h时，发动机转速完全满足 要求,同时SATANA200轿车要求的最大车速为169km/h,故满足该车的最大车速 要求。 计算最大爬坡度 一挡时爬坡能力最强，只有当汽车驱动力大于坡度阻力和滚动阻力（空气阻力和 加速阻力不计）时，汽车才能爬上坡。 Ft= Ff= Fw= G=16230N 2-6）求得最 i ax=ta n(arcsin Ft-(F f-Fw) G) 该货车要求的最大爬坡度为i= 28%，所以该货车最大爬坡度能满足要求。 燃油经济性分析 SATANA200轿车行驶时等速百公里燃油消耗量如图 2-8所示。由图可知在 最高档时，随 着车速的提高，等速百公里燃油消耗量逐渐升高。因此，汽车在接 近于低速的中等车速时燃油消耗量 Qs较低，高速时随车速增加Qs迅速加大。这 是因为在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力增加很多而 导致百公里油耗增加的缘故。同时，由于档位越低，汽车的后备功率越大，发动 机的负荷率越低，燃油消耗率就越高，百公里油耗就越大。因此，轿车一般应尽 量以最高档行驶，并保持在接近于低速的中等车速时， 可降低燃油消耗量，提高 燃油经济性。 由百公里燃油消耗量曲线可知，为了保持尽可能低的燃油消耗量，应该为该 车增加尽可能多的档位，对于轿车，强调燃油经济性更多一些，动力性强调小一 些，因此，增加档位可增大选用合适档位使发动机工作在经济工作状况的机会， 达到节省燃油的目的。 4结论 将手绘图与编程出图进行对比分析可知，解放CA1091载货汽车、SATANA2000 轿车的手绘图与MATLAB^图均一致，计算过程无误，且取值较为合理。 经手动计算、绘图并MATLAB^程绘图，解放CA1091载货汽车和SATANA2000 轿车的最高车速所对应的转速均在发动机转速范围内， 说明两车的发动机功率与 转矩足 够，动力性满足要求。解放 CA1091载货汽车的最大爬坡度为28%而一 般货车的最大爬坡度也为30%说明最大爬坡度满足要求，SATANA200轿车所求 出的最大爬坡度为 43%，而要求的为 28%，同样满足要求。两车所算的加速时间 也较为合理。 就燃油经济性来说， 在最高档位， 两 车的百公里燃油消耗量均是随 着车速的提高而逐渐增大， 百公里燃油消耗曲线都是开口向上的曲线， 与理论契 合。由油耗曲线可知，为了减小燃油消耗，在道路条件良好的情况下，汽车应尽 量以最高档行驶， 且在最高档下接近于低速的中等车速行驶。 除此之外， 为了获 得更好的动力性和燃油经济性， 可以适当增加档位数， 这样可以增加发动机工作 在最佳工况下的机会。 5 心得体会 通过本周的汽车理论课程设计让我熟悉了， 汽车的两大特性： 动力性及燃油 经济性。 以及这两种的特性的评价指标， 即评价动力性的指标是最高车速、 加速 时间以及汽车的最大爬坡度； 评价燃油经济性的指标是等速行驶的百公里燃油消 耗量以及循环工况行驶下的百公里油耗 此次课程设计，可以说是汽车用 MATLAB勺简单建模分析，通过驱动力一行 驶阻力平衡图以及动力特性图了解了汽车最高车速的确定以及汽车驱动条件和 后备功率勺实际应用， 通过对货车和轿车勺动力性、 燃油经济性勺分析时， 需注 意各种工况下勺汽车各种性能指标勺变化。 本次课程设计让我初步了解到汽车模型的建立与 MATLAB勺关系，为以后的 深入了解打下了一定勺基础。 这次设计中也遇到了不少问题， 首先就是对 MATLAB 软件不是特别熟悉， 有 些按键还需要找挺长时间才能找到， 不过这些随着制作次 数勺增多，逐渐也熟悉起来，也学习到了不少快捷键。还遇到了其他不少问题， 不过这些都在老师勺帮助和同学勺合作过程中得到了解决。 6 参考文献 [1]余志生•汽车理论[M].第五版.北京：机械工业出版社，仿真及应用 . 第五版 . 北京 : 电子工业出版社， 张聚.基于MATLAB勺控制系统 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容