汽车理论课程设计说明书

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

湖北汽车工业学院

Hubei Automotive Industries Institute

课 程 设 计 说 明 书

课程名称 汽车理论 设计题目 汽车动力性能仿真计算

班号 KT843-4 专业 车辆工程 学号 17 学生姓名 伊不凡

指导教师(签字)

起止日期 2011 年 7 月 4 日 —— 2011 年 7 月 9 日

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

目 录

1.设计任务及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.车辆参数............................................. 2 3.汽车动力性能计算............. ..... ...................

3.1驱动力-行驶阻力平衡图...................... 3.2最高转速Ｕamax....................... 3.3加速时间t............................... 3.4汽车加速度倒数图............................... 3.5汽车加速时间图............................... 3.6汽车爬坡度图............................... 3.7汽车动力特性图．............................... 3.8汽车功率平衡图..................................

4.GUI界面设计........................................ 5.归纳与总结........................................ 6.参考文献......................................

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

在汽车设计中和改进中,需对样车的性能进行预测、评价、多方案选优或进行传动系的优化匹配,这些都必须进行汽车动力性(E-P性能)的计算。如采用手算并在坐标纸上作图，工作量大，费时费力，而且手算和作图误差较大，易出错。考虑到计算机在当前设计工作中的普遍应用，有必要利用计算机编程序进行模拟计算，以方便迅速得到具有相当精确度的数据和图形。

1．设计任务及要求

1.1设计任务

采用ＭＡＴＬＡＢ软件，编制程序对汽车的动力性能进行计算，有关参数可参考《汽车理论》Ｐ272习题1.3。要求得到以下数据和图形：

数据：

１．最高车速Ｕmax; ２．加速时间t； ３．最大爬坡度imax；

图形：

１．驱动力阻力平衡力； ２．汽车加速时间曲线； ３．汽车的爬坡度图； ４．动力特性图； ５．功率平衡图；

最终根据上述的设计计算，进行GUI界面设计。 1.2设计要求

程序应满足以下要求：

１．在给定了足够参数时能自动计算得到以上所有数据和图形，并能保

证一定的计算精度；

２．程序具有一定的通用性，能尽量满足多种车型动力性能计算的要

求；

３．界面友好，使用灵活方便；

４．课程设计完成后，将所有的同课程设计有关的计算机文件保存在自

建的以“班号＋学号＋姓名的文件中”；

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

二. 车辆数据

以《汽车理论》习题1.3车辆数据为例设计程序进行绘图计算。已知某一轻型车的有关数据：

汽油发动机使用外特性的Tq—n曲线的拟合公式为： Tq= -19.313+295.27（

nnn2n）-165.44()+40.874（）3-3.8445（）4 1000100010001000

式（2.1） 发动机的最低转速nmin=600（r/min）； 最高转速nmax=4000（r/min）； 装载质量m1=2000； 整车整备质量m2=1800; 总质量m3=3880; 车轮半径r=0.367; 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=2.77; 主减速器传动比I0=5.83； 飞轮转动惯量If=0.218; 二前轮转动惯量比Iw1=1.798； 四后轮转动惯量比Iw2=3.598； 轴局距L=3.2； 质心至前轴距高a=1.947; 质心高hg=0.9;

表2.1 变速器传动比

3．汽车动力性计算

3.1驱动力——行驶阻力平衡图

为全面地评价汽车在各个挡位和不同车速下的动力性，需要绘制驱动力——行驶阻力平衡图（动力特性曲线），以便清晰地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系。

汽车的驱动力（单位为N）为：

Ft=

Ttqigi0

r

ηt (3.1)

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

式中，Ft为汽车的驱动力；Ttq为对应于每一个汽车转速的汽车转矩；ig为汽车的减速器传动比；i0汽车的主减速器比；ηt汽车的传动效率；r汽车的车轮半径；

在动力性计算中，目前一般采用稳态工况时发动机台架实验所得到的使用外特性中的功率与转矩曲线（常为采用最小二乘法拟合得到的多项式）。

Ttq=a0 a1n a2n2 ...aknk (3.2) 式中，n代表汽车转速；拟合阶数k随特性曲线而异，一般在2，3，4，5中选取。这里选取k=4。

汽车在良好路面上行驶时经常遇到的滚动阻力Ff和空气阻力Fw为

Ff+Fw=Gf+

CDA2

ua （3.3） 21.15

其中车速ua（km/h）与发动机转速n (r/min)之间的关系为

ua=0.377

rn

(3.4) igi0

在程序中，二重循环计算各档位下发动机最底转速nmin到最高转速nmax对应的驱动力，并连接成线即得到驱动力图（Ft—ua）;计算I档最底转速到发动机最高转速nmax所对应的阻力，连接成线即得到阻力曲线（（Fw+Ff）—ua）。

绘制四挡和五挡车驱动力-行驶阻力平衡图如图3.1.a和3.1.b所示。

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

图3.1.a四挡车驱动力——行驶阻力平衡图

图3.1.b五挡车驱动力——行驶阻力平衡图

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

3.2确定最高车速

上图是五挡车驱动力-行驶阻力平衡图。由上图可以清晰的看出不同车速的时候驱动力和行驶阻力之间的关系。汽车以最高档行驶时的最高车速，可以直接由Ft4与F的交点取得。因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态。

由图中和计算可知，五档变速箱情况下最大车速为98.7km/h。

3.3加速时间t

加速时间可以用计算机进行积分计算或用图解积分法求出。

加速时间分为原地加速时间（0-70Km/h）和超车加速时间(40-70Km/h) 具体结果见下面3.5汽车加速时间图。 3.3.1数学表达式

du1

Ft (Fw Ff) （设Fi=0） (3.3.1.1 ) dt m

t

ua2

ua1

1

duaj

(3.3.1.2 )

uamin

t

ua2

m

3.6[Ft (Ff Fw)]

du

rn

u 0.377 a (3.3.1.3 )

igi0

其中

3.3.2换档点的确定

加速过程中的换挡时刻可根据各挡的a-ua曲线来确定。若一挡与二档加速度曲线有交点，显然应在交点对应车速换挡。若两曲线不相交，则应在一挡加速行驶到发动机转速最高时换入二挡。 3.4汽车加速度倒数图

绘制四挡和五挡车加速度倒数曲线图如图下图所示

汽车理论课程设计说明书,关于汽车动力性能仿真计算。

汽车理论课 …… 此处隐藏：2739字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……