汽車?yán)碚撜n程設(shè)計報告---輕型貨車動力性及燃料經(jīng)濟(jì)性計算分析

1、<p>　　汽車?yán)碚撜n程設(shè)計報告</p><p><b>　　一、課程設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　輕型貨車動力性及燃料經(jīng)濟(jì)性計算分析 </p><p><b>　　二、要求：</b></p><p>　　利用題1.1中的結(jié)構(gòu)參數(shù)和發(fā)動機(jī)外特性（扭矩曲線）、題2.1

2、中的負(fù)荷特性曲線，計算并分析：</p><p>　?。?）汽車滿載（空載），采用四檔變速器，一檔原地起步由3km/h加速到80km/h，時的燃油經(jīng)濟(jì)性、加速時間；</p><p>　　（2）根據(jù)計算結(jié)果，繪制汽車滿載、空載采用四檔變速器，匹配不同主減速器時的燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時間曲線；</p><p>　　（3）討論和分析四檔變速器分別匹配不同值時，對汽車空載和滿載性

3、能的影響。</p><p><b>　　三、已知條件</b></p><p>　　發(fā)動機(jī)最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min，最高轉(zhuǎn)速nmax=4000r/min</p><p>　　汽油發(fā)動機(jī)使用外特性的Tq-n曲線擬合公式：</p><p>　　裝載質(zhì)量 20

4、00kg </p><p>　　總質(zhì)量 3880kg </p><p>　　車輪半徑 0.367m </p><p>　　傳動系機(jī)械效率 nT=0.85 </p><

5、;p>　　滾動阻力系數(shù) f=0.013 </p><p>　　空氣阻力系數(shù)×迎風(fēng)面積 CDA=2.77m2 </p><p>　　飛輪轉(zhuǎn)動慣量 If=0.218kg·m2 </p><p>　　二前

6、輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw1=1.798 kg·m2 </p><p>　　四后輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw2=3.598 kg·m2</p><p><b>　　變速器傳動比</b></p><p>　　主減速器傳動比：i0=5.0、5.17、5.

7、43、5.83、6.17、6.33、6.50</p><p>　　軸距 L=3.2m</p><p>　　質(zhì)心至前軸距離（滿載） a=1.974m</p><p>　　質(zhì)心高（滿載） hg=0.9m</p&g

8、t;<p><b>　　四、計算原理</b></p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)性（Matlab編程原理）</p><p>　　先計算出各個i0時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速nr，根據(jù)外特性曲線中扭矩方程，計算發(fā)動機(jī)每個轉(zhuǎn)速下發(fā)出最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速Nmax（因?yàn)橹拦β蕦D(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)，導(dǎo)數(shù)為零時的轉(zhuǎn)速中，必有Nmax），再根據(jù)外特性計算發(fā)動機(jī)在此轉(zhuǎn)速下能發(fā)出的最大功率Pmax

9、1，并計算出此車速下阻力功率Pe。情況一：.先將nr與Nmax比較，如果nr<=Nmax,再判斷Pmax1與Pe，如果Pmax1<Pe, 則換擋，否則不換擋。情況二：如果nr>Nmax, 則不用換擋。</p><p>　　將nr與已知的各轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，nr必介于某兩個轉(zhuǎn)速之間，進(jìn)行線性插值，得出轉(zhuǎn)速為nr時的燃油消耗率。利用主減速比組成的矩陣，逐個計算nr，重復(fù)上述步驟，則可計算出Qs。加速階

10、段，阻力功率中多了加速阻力產(chǎn)生的功率，即Pe變大，由于用穩(wěn)態(tài)時某車速對應(yīng)的燃油消耗率代替加速瞬態(tài)的情況，則加速階段其余計算類似勻速階段，Qa可以求出。</p><p>　　怠速階段，燃油消耗率計算如下：ts為怠速階段持續(xù)時間，Qi為怠速階段單位時間內(nèi)燃油消耗，UB為速度（mm矩陣中下標(biāo)）。</p><p>　　ts=(UB(mm)-UB(mm+1))/(3.6*A(mm+1));Qd=Qi

11、*ts;Qq(jsxx)=(smqa+Qs+Qd)*100/miles</p><p>　　Qd可以求出?？偟娜加拖臑?lt;/p><p>　　Qq=Qs+Qa+Qd.</p><p><b>　　（2）動力性</b></p><p>　　已知轉(zhuǎn)速范圍：最低轉(zhuǎn)速600r/min至最高轉(zhuǎn)速4000r/min</p>

12、;<p>　　由公式 可以算出不同主減速器傳動比對應(yīng)的各擋車速范圍。</p><p>　　計算不同車速對應(yīng)驅(qū)動力大?。ɡ胒or循環(huán)計算3km/h-80km/h）</p><p><b>　　已知車速ua0</b></p><p>　　計算不同車速對應(yīng)空氣阻力大小</p><p><b>　　計

13、算動力因數(shù)D</b></p><p>　　計算旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)</p><p><b>　　加速度倒數(shù)計算</b></p><p>　　用C語言編程計算各主減速器傳動比對應(yīng)的1到4擋加速度倒數(shù)曲線在其車速范圍內(nèi)沒有交點(diǎn)。</p><p><b>　　汽車加速時間的計算</b></p

14、><p><b>　　由運(yùn)動學(xué)可知：</b></p><p>　　因?yàn)榧铀俣鹊箶?shù)曲線在各擋車速范圍內(nèi)沒有交點(diǎn)，因此換擋時刻就是發(fā)動機(jī)達(dá)到最高

15、

16、 </p><p><b>　　五、計算結(jié)果</b></p><p><b>　　百</b><

17、;/p><p>　　百公里油耗 Qs/[L(100km)-1]</p><p><b>　　六．</b></p><p><b>　?。?）誤差分析</b></p><p>　　當(dāng)計算轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速不等時，運(yùn)用插值法計算對應(yīng)的燃油消耗率，與實(shí)際情況之

18、間有誤差。在計算勻加速過程時，增加了加速阻力，發(fā)動機(jī)功率與車速之間關(guān)系已經(jīng)改變。這樣，利用擬合公式，重新對燃油消耗率進(jìn)行計算，這樣可以計算加速過程的燃油消耗率。但是，這種方法是對實(shí)際情況的一種近似，因?yàn)榧铀龠^程中，發(fā)動機(jī)處于瞬態(tài)過程，而此種方法是使用穩(wěn)態(tài)時發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性進(jìn)行計算的。也就是把加速過程近似為一個加入加速阻力功率的勻速過程進(jìn)行計算。這必然會產(chǎn)生誤差。</p><p>　　（2）主減速器傳動比影響分析&l

19、t;/p><p>　　在圖上可以發(fā)現(xiàn)，空載時，隨著i0的增大，六工況百公里油耗也隨之增大；這是由于當(dāng)i0增大以后，在相同的行駛車速下，發(fā)動機(jī)所處的負(fù)荷率減小，也就是處在發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性不加的工況下，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。但是對于加速時間來說，隨著i0的增加，加速時間有減小的趨勢，動力性變好。滿載時，隨著主減速器傳動比i0從5.0開始增加，燃油消耗先減小后增大，即經(jīng)濟(jì)性先短暫變好，然后惡化，加速時間則隨著i0增加而減小，

20、即動力性變好。</p><p>　　從上面的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，i0的選擇對汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，而且這兩方面的影響是互相矛盾的。汽車很大部分時間都是工作在直接檔（對于有直接檔的汽車來說），此時i0就是整個傳動系的傳動比。i0如果選擇過大，則會造成發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率下降，雖然提高了動力性，后備功率增加，而且在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，噪音比較大，燃油性不好；如果i0選擇過小，則汽車的動力性減弱，但是負(fù)荷率增加，燃油經(jīng)濟(jì)性有

21、所改善，但是發(fā)動機(jī)如果在極高負(fù)荷狀態(tài)下持續(xù)工作，會產(chǎn)生很大震動，對發(fā)動機(jī)的壽命有所影響。因此應(yīng)該對i0的影響進(jìn)行兩方面的計算與測量，然后再從中找出一個能夠兼顧動力性和經(jīng)濟(jì)性的值。</p><p>　　發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過低時，指示熱效率低，機(jī)械效率雖然較高，但難以彌補(bǔ)，所以燃油消耗率也會增加。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過高時，機(jī)械效率降低明顯，指示熱效率也會降低，所以燃油消耗率降低。所以，發(fā)動機(jī)存在最佳轉(zhuǎn)速，此時燃油經(jīng)濟(jì)性最好，但動力性

22、未必理想。</p><p>　　另外，對于不同的變速器，也會造成對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性的影響。變速器的檔位越多，則根據(jù)汽車行駛狀況調(diào)整發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率的可能性越大，可以讓發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于在較高的負(fù)荷狀態(tài)下工作，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性；但是對于汽車的動力性，更應(yīng)該對具體的變速器比設(shè)置進(jìn)行討論。變速器與主減速器的速比應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠ヅ?，才能在兼顧動力性和?jīng)濟(jì)性方面取得好的平衡。通常的做法是繪出不同變速器搭配不同的主減速器

23、，繪制出燃油經(jīng)濟(jì)性——加速時間曲線，然后從中取優(yōu)。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《汽車?yán)碚摗罚ǖ谖灏妫┯嘀旧?主編 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　　2、《MATLAB教程及實(shí)訓(xùn)》曹戈 主編 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　　附：程序設(shè)計（下面有c語言和matlab

24、的程序）</p><p>　　3.MATLAB程序計算不同主減速比時百公里油耗b</p><p>　　m=3880;G=38024;r=0.367;n=0.85;f=0.013;CdA=2.77;If=0.218;</p><p>　　Iw1=1.798;Iw2=3.598;ig=1;pg=7;Qi=0.299;miles=1075;i0=6.50;</p&g

25、t;<p><b>　　syms nrnr</b></p><p>　　PPee=(-3.8445/1000^4)*nrnr^5+(40.874/1000^3)*nrnr^4-(165.44/1000^2)*nrnr^3+(295.27/1000)*nrnr^2-19.313*nrnr;</p><p>　　glds=diff(PPee,nrnr,1);

26、</p><p>　　Nmax=solve(glds);</p><p>　　Nmax=double(Nmax);</p><p>　　Nmax=Nmax(2)</p><p>　　UA=[25,40,50];%速度矩陣，可變</p><p>　　S=[50,250,250];%距離矩陣 ，可變</p>

27、<p>　　N=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804];%轉(zhuǎn)速矩陣</p><p>　　B=[1326.8 -416.46 72.379 -5.8629 0.17768;</p><p>　　1354.7 -303.98 36.657 -2.0553 0.043072;</p><p>　　1284.4 -189.

28、75 14.524 -0.51184 0.0068164;</p><p>　　1122.9 -121.59 7.0035 -0.18517 0.0018555;</p><p>　　1141.0 -98.893 4.4763 -0.091077 0.00068906;</p><p>　　1051.2 -73.714 2.8593 -0.05138 0.00035

29、032;</p><p>　　1233.9 -84.478 2.9788 -0.047449 0.00028230;</p><p>　　1129.7 -45.291 0.71113 -0.00075215 -0.000038568];%擬合系數(shù)矩陣</p><p>　　I=[5.0 5.17 5.43 5.83 6.17 6.33 6.50];%主減速器傳動比矩陣

30、,可變</p><p>　　Qq=[];%空矩陣，存放各個主減速比時的百公里油耗，即最終結(jié)果</p><p>　　for jsxx=1:7 %計數(shù)變量，因?yàn)橛?個主減速比，可變</p><p><b>　　Qs=0;</b></p><p><b>　　smqa=0;</b></p>

31、<p><b>　　Qd=0;</b></p><p>　　i0=I(jsxx);</p><p>　　%%%勻速行駛階段燃油消耗計算 </p><p>　　x=1:3; %勻速行駛階段數(shù)目，可變 </p><p><b>　　for k=x </b></p>&l

32、t;p>　　ua=UA(1,k);</p><p>　　Pe=(G*f*ua/3600+CdA*ua*ua*ua/76140)/n;%勻速行駛階段阻力功率</p><p>　　PE=[1;Pe;Pe*Pe;Pe*Pe*Pe;Pe*Pe*Pe*Pe];</p><p>　　BE=B*PE;%各給定轉(zhuǎn)速下燃油消耗率矩陣</p><p>　　

33、nr=ig*i0*ua/(0.377*r);</p><p>　　Tq1=-19.313+295.27*nr/1000-165.44*nr^2/10000+40.874*nr^3/1000^3-3.8445*nr^4/1000^4;%%%</p><p>　　Pmax1=9550*nr;%%%</p><p>　　if nr<=Nmax%最大功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，由

34、功率擬合曲線方程解出，可變%%%</p><p>　　if Pmax1<Pe</p><p>　　ig=1.71;%三擋傳動比，可變</p><p>　　nr=ig*i0*ua/(0.377*r);</p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　end

35、</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　j=1;</b></p><p><b>　　be=0;</b></p><p>　　whi

36、le j<=8 && be==0</p><p>　　x1=nr-N(1,j);</p><p>　　x2=nr-N(1,j+1);</p><p>　　if x1*x2<0 </p><p>　　x3=BE(j+1,1)-BE(j,1);</p><p>　　x4=nr-N(1,j);&l

37、t;/p><p>　　x5=N(1,j+1)-N(1,j);</p><p>　　x6=BE(j,1);</p><p>　　be=x3*x4/x5+x6;</p><p>　　else j=j+1;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>

38、;　　end</b></p><p>　　Qs=Pe*be*S(1,k)/(102*ua*pg)+Qs;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　%%%勻速行駛階段燃油消耗計算</p><p>　　%%%加速階段燃油消耗率計算</p><p>　　UUA=[25

39、 40];%各加速階段初始速度矩陣</p><p>　　UB=[40 50 25];%各加速階段最終速度矩陣及最后的速度</p><p>　　A=[0.25 0.2 0.36];%各加速階段加速度矩陣</p><p>　　for mm=1:2 %mm為計數(shù)變量，根據(jù)加速階段選取</p><p>　　ua=UUA(mm);ub=UB(mm);

40、a=A(mm);</p><p><b>　　t=1;s=0;</b></p><p>　　deltaT=0.5/(3.6*a);</p><p>　　delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*r*r)+If*ig*ig*i0*i0*n/(m*r*r);%系數(shù)δ</p><p>　　while ua<=ub<

41、/p><p>　　Pe=(G*f*ua/3600+CdA*ua*ua*ua/76140+delta*m*ua*a/3600)/n;%加速階段阻力功率</p><p>　　PE=[1;Pe;Pe*Pe;Pe*Pe*Pe;Pe*Pe*Pe*Pe];</p><p>　　BE=B*PE;%各給定轉(zhuǎn)速下燃油消耗率矩陣</p><p>　　nr=ig*i0

42、*ua/(0.377*r);%轉(zhuǎn)速</p><p>　　Tq2=-19.313+295.27*nr/1000-165.44*nr^2/10000+40.874*nr^3/1000^3-3.8445*nr^4/1000^4;%%%</p><p>　　Pmax2=9550*nr;%%%%%%%</p><p>　　if nr<=Nmax%最大功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，由功

43、率擬合曲線方程解出，可變%%%</p><p>　　if Pmax2<Pe</p><p>　　ig=1.71;%三擋傳動比，可變</p><p>　　nr=ig*i0*ua/(0.377*r);</p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　end&

44、lt;/b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　j=1;</b></p><p><b>　　be=0;</b></p><p>　　whil

45、e j<=8 && be==0</p><p>　　x1=nr-N(1,j);</p><p>　　x2=nr-N(1,j+1);</p><p>　　if x1*x2<0 %判斷轉(zhuǎn)速介于哪兩個轉(zhuǎn)速之間</p><p>　　x3=BE(j+1,1)-BE(j,1);</p><p>　　x4

46、=nr-N(1,j);</p><p>　　x5=N(1,j+1)-N(1,j);</p><p>　　x6=BE(j,1);</p><p>　　be=x3*x4/x5+x6;</p><p>　　else j=j+1;</p><p><b>　　end</b></p><

47、p><b>　　end</b></p><p>　　Q(t)=Pe*be/(367.1*pg);%各個速度點(diǎn)對應(yīng)的燃油消耗</p><p><b>　　t=t+1;</b></p><p>　　ua=ua+0.5;</p><p><b>　　end</b></p&

48、gt;<p>　　for l=1:(t-1)</p><p>　　s=s+Q(l)*deltaT;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　Qa=s-0.5*[Q(1)+Q(t-1)]*deltaT;</p><p>　　smqa=smqa+Qa;%加速階段總的燃油消耗</p&

49、gt;<p><b>　　end</b></p><p>　　%%%加速階段燃油消耗率計算</p><p><b>　　%怠速階段燃油消耗</b></p><p>　　ts=(UB(mm)-UB(mm+1))/(3.6*A(mm+1));</p><p>　　Qd=Qi*ts;%怠速階

50、段油耗</p><p>　　Qq(jsxx)=(smqa+Qs+Qd)*100/miles</p><p><b>　　end</b></p><p>　　1.判斷并計算加速度倒數(shù)曲線交點(diǎn)，確定換擋時刻并計算各i0下加速時間</p><p>　　#include <stdio.h></p>&l

51、t;p>　　void main() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,j,k,m,B;</p><p>　　double ua0,nT=0.85,r=0.367;</p><p>　　double ig[4]={6.09,3.09,1.71,1.0}; /*四檔傳動比數(shù)組

52、定義并初始化*/</p><p>　　double i0[7]={5.0,5.17,5.43,5.83,6.17,6.33,6.50}; /*主減速器傳動比數(shù)組定義并初始化*/</p><p>　　double n[4],T[4],Ft[4];</p><p>　　double Fw[4],CDA=2.77;</p><p>　　double

53、 D[4],t=0.0;</p><p>　　double If=0.218,Iw1=1.798,Iw2=3.598,Iw;</p><p>　　double deta[4];</p><p>　　double g=9.80,f=0.013;</p><p>　　double _a[4];</p><p>　　doub

54、le ua11,ua12,ua21,ua22,ua31,ua32,ua41,ua42;</p><p>　　double n1=600,n2=4000,ig1=6.09,ig2=3.09,ig3=1.71,ig4=1.00;</p><p>　　printf("請輸入汽車總質(zhì)量:\n");</p><p>　　scanf("%d&quo

55、t;,&m); </p><p>　　for(k=0;k<=6;k++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("主減速器傳動比i0=%f\n",i0[k]); </p><p>　　ua11=(0.377

56、*r*n1)/(ig1*i0[k]);</p><p>　　ua12=(0.377*r*n2)/(ig1*i0[k]);</p><p>　　ua21=(0.377*r*n1)/(ig2*i0[k]);</p><p>　　ua22=(0.377*r*n2)/(ig2*i0[k]);</p><p>　　ua31=(0.377*r*n1)/(

57、ig3*i0[k]);</p><p>　　ua32=(0.377*r*n2)/(ig3*i0[k]);</p><p>　　ua41=(0.377*r*n1)/(ig4*i0[k]);</p><p>　　ua42=(0.377*r*n2)/(ig4*i0[k]);</p><p>　　B=0; /*B變量用于

58、控制交點(diǎn)數(shù)計算結(jié)果的輸出,并且保證只記錄并輸出兩檔之間的第一個交點(diǎn)，便于后續(xù)計算*/ </p><p>　　for(j=3;j<=80;j++) /*以車速為條件循環(huán)，每次增加1km/h.計算i0下加速度倒數(shù)的交點(diǎn)情況*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ua0=j;

59、 </p><p>　　for(i=0;i<=3;i++) /*以各個檔位傳動比為循環(huán)條件計算各檔位加速度倒數(shù)交點(diǎn)情況*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　n[i]=(ua0*ig[i]*i0[k])/(0.377*r); </p><p>　　T[i

60、]=-19.313+295.27*(n[i]/1000)-165.44*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)+40.874*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)-3.8445*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)*(n[i]/1000); /*????*/</p><p>　　Ft[i]=(T[i]*ig[i]*i0

61、[k]*nT)/r; </p><p>　　Fw[i]=(CDA*(ua0*ua0))/21.15; </p><p>　　D[i]=(Ft[i]-Fw[i])/(m*g); </p><p>　　Iw=Iw1+Iw2;</p><p>　　deta[i]=1+Iw/(m*r*r)+(If*i

62、g[i]*ig[i]*i0[k]*i0[k]*nT)/(m*r*r); </p><p>　　_a[i]=deta[i]/(g*(D[i]-f)); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((_a[1]-_a[0]<0.01)&&(ua0>ua11)&&am

63、p;(ua0<ua12)&&(ua0>ua21)&&(ua0<ua22)&&(B<=0)) /*判斷各自檔位車速范圍內(nèi)是否有交點(diǎn)，精度0.01*/</p><p>　　{printf("一二檔加速度倒數(shù)曲線有交點(diǎn)（取第一個）:_a1=_a2=%f,ua0=%f\n",_a[0],ua0);</p><

64、p>　　B=1;ua12=ua0;}</p><p>　　if((_a[2]-_a[1]<0.01)&&(ua0>ua21)&&(ua0<ua22)&&(ua0>ua31)&&(ua0<ua32)&&(B<=0))</p><p>　　{printf("二三檔

65、加速度倒數(shù)曲線有交點(diǎn)（取第一個）:_a2=_a3=%f,ua0=%f\n",_a[1],ua0);</p><p>　　B=1;ua22=ua0;}</p><p>　　if((_a[3]-_a[2]<0.01)&&(ua0>ua31)&&(ua0<ua32)&&(ua0>ua41)&&(ua

66、0<ua42)&&(B<=0))</p><p>　　{printf("三四檔加速度倒數(shù)曲線有交點(diǎn)（取第一個）:_a3=_a4=%f,ua0=%f\n",_a[2],ua0);</p><p>　　B=1;ua32=ua0;}</p><p><b>　　}</b></p><

67、p><b>　　if(B<=0)</b></p><p>　　printf(" 各個擋位之間加速度倒數(shù)曲線均無交點(diǎn)\n");</p><p>　　ua0=ua11; /*以下部分程序用于計算加速時間*/</p><p&g

68、t;<b>　　t=0;</b></p><p>　　for(j=0;j<10000000;j++) /*設(shè)定最大循環(huán)次數(shù)，與車速自加的精度有關(guān)*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<=3;i++)

69、 /*各參數(shù)計算*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　n[i]=(ua0*ig[i]*i0[k])/(0.377*r); </p><p>　　T[i]=-19.313+295.27*(n[i]/1000)-165.44*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)+40.874*(n[i]/1000)*(n[i

70、]/1000)*(n[i]/1000)-3.8445*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)*(n[i]/1000)*(n[i]/1000); </p><p>　　Ft[i]=(T[i]*ig[i]*i0[k]*nT)/r; </p><p>　　Fw[i]=(CDA*ua0*ua0)/21.15; </p><p>

71、　　D[i]=(Ft[i]-Fw[i])/(m*g); /*各擋動力因數(shù)計算*/</p><p>　　Iw=Iw1+Iw2;</p><p>　　deta[i]=1+Iw/(m*r*r)+(If*ig[i]*ig[i]*i0[k]*i0[k]*nT)/(m*r*r); </p><p>　　_a[i]=deta[i]/(g*(D[i]-f));

72、 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((ua0>=3.0)&&(ua0<=ua12)) t=t+0.0001*_a[0]; /*判斷ua0所屬范圍并計算加速時間*/</p><p>　　else if((ua0>ua12

73、)&&(ua0<=ua22)) t=t+0.0001*_a[1];</p><p>　　else if((ua0>ua22)&&(ua0<=ua32)) t=t+0.0001*_a[2];</p><p>　　else if((ua0>ua32)&&(ua0<=80.0)) t=t+0.0001*_a[3];&l

74、t;/p><p>　　ua0=ua0+0.0001;</p><p>　　if(ua0>80) break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf(" 3km/h至80km/h加速時間 t=%f",t/3.6); /*3.6是速度單位換算的值*/

75、 </p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.繪制加速度倒數(shù)曲線、加速時間曲線</p><p>　　function main(m,k

76、)</p><p>　　global G yitaT r f CdA If Iw1 g</p><p>　　n=600:10:4000;</p><p>　　Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;</p><p>

77、;　　g=9.8;G=m*g;yitaT=0.85;r=0.367;f=0.013;</p><p>　　CdA=2.77;If=0.218;Iw1=1.798;global Iw2Iw2=3.598;global L</p><p>　　L=3.2;global a</p><p>　　a=1.947;global hg</p><p>&

78、lt;b>　　hg=0.9;</b></p><p>　　global ig</p><p>　　ig=[6.09 3.09 1.71 1.00];</p><p><b>　　global Ff</b></p><p><b>　　Ff=G*f;</b></p>

79、<p>　　global Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 ua1 ua2 ua3 ua4</p><p>　　Ft1=Tq*ig(1)*k*yitaT/r;</p><p>　　Ft2=Tq*ig(2)*k*yitaT/r;</p><p>　　Ft3=Tq*ig(3)*k*yitaT/r;</p><p>　　Ft4=Tq*ig(

80、4)*k*yitaT/r;</p><p>　　ua1=0.377*r*n/ig(1)/k;</p><p>　　ua2=0.377*r*n/ig(2)/k;</p><p>　　ua3=0.377*r*n/ig(3)/k;</p><p>　　ua4=0.377*r*n/ig(4)/k;</p><p>　　subp

81、lot(2,2,1)</p><p><b>　　force()</b></p><p>　　subplot(2,2,2)</p><p><b>　　acc(m,k)</b></p><p>　　subplot(2,2,3)</p><p><b>　　ret(m

82、,k)</b></p><p>　　subplot(2,2,4)</p><p><b>　　time(m,k)</b></p><p>　　%*驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖</p><p>　　function force()</p><p>　　ua=0:5:120;global Ff

83、CdA Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 ua1 ua2 ua3 ua4</p><p>　　Fw=CdA*ua.^2/21.15;</p><p><b>　　Fz=Ff+Fw;</b></p><p>　　plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua,Fz)</p><p>　　tit

84、le('驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖')</p><p>　　xlabel('ua-km/h')</p><p>　　ylabel('F-N')</p><p>　　gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4

85、9;),gtext('Ff+Fw')</p><p><b>　　%一檔最大爬坡度%</b></p><p>　　%Ftt=Ft1-Fz;</p><p>　　%imax=tan(asin(max(Ftt/G)));</p><p><b>　　%imax;</b></p>

86、;<p>　　%行駛加速度曲線，加速度倒數(shù)曲線圖%</p><p>　　function acc(m,k)</p><p>　　global yitaT r CdA If Iw1 Iw2 ig Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 ua1 ua2 ua3 ua4 Ff</p><p>　　deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig

87、(1))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(2))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(3))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta4=1

88、+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(4))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　Fw1=CdA*ua1.^2/21.15;</p><p>　　Fw2=CdA*ua2.^2/21.15;</p><p>　　Fw3=CdA*ua3.^2/21.15;</p><p>　　Fw4=CdA*ua4.^

89、2/21.15;</p><p>　　a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);</p><p>　　a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);</p><p>　　a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);</p><p>　　a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);</p><

90、p>　　plot(ua1,a1,ua2,a2,ua3,a3,ua4,a4)</p><p>　　axis([0 99 0 2.5])</p><p>　　title('汽車的行駛加速度曲線')</p><p>　　xlabel('ua-km/h')</p><p>　　ylabel('a-m/s^

91、2')</p><p>　　gtext('Ⅰ'),</p><p>　　gtext('Ⅱ'),</p><p>　　gtext('Ⅲ'),</p><p>　　gtext('Ⅳ'),</p><p>　　function ret(m,k)</

92、p><p>　　global yitaT r CdA If Iw1 Iw2 ig Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 ua1 ua2 ua3 ua4 Ff</p><p>　　deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(1))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(I

93、f*(ig(2))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(3))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(4))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p>　　Fw

94、1=CdA*ua1.^2/21.15;</p><p>　　Fw2=CdA*ua2.^2/21.15;</p><p>　　Fw3=CdA*ua3.^2/21.15;</p><p>　　Fw4=CdA*ua4.^2/21.15;</p><p>　　a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);inv_a1=1./a1;</p&

95、gt;<p>　　a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);inv_a2=1./a2;</p><p>　　a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);inv_a3=1./a3;</p><p>　　a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);inv_a4=1./a4;</p><p>　　plot(ua1,inv_a1,ua

96、2,inv_a2,ua3,inv_a3,ua4,inv_a4)</p><p>　　axis([0 99 0 10])</p><p>　　title('汽車的行駛加速度倒數(shù)曲線')</p><p>　　xlabel('ua-km/h')</p><p>　　gtext('Ⅰ'),</p&

97、gt;<p>　　gtext('Ⅱ'),</p><p>　　gtext('Ⅲ'),</p><p>　　gtext('Ⅳ'),</p><p><b>　　%加速時間曲線圖%</b></p><p>　　function time(m,k)</p>

98、;<p>　　global g G yitaT r f CdA i0 If Iw1 Iw2 L a hg ig</p><p>　　nmin=600;nmax=4000;</p><p>　　u1=0.377*r*nmin./ig/k;</p><p>　　u2=0.377*r*nmax./ig/k;</p><p>　　de

99、ta=0*ig;</p><p><b>　　for i=1:4</b></p><p>　　deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*k^2*yitaT)/(m*r^2);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　deta_u=0.

100、5;</p><p>　　ua=3:deta_u:80;</p><p>　　N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;</p><p><b>　　Ff=G*f;</b></p><p>　　Fw=CdA*ua.^2/21.15;</p><p

101、>　　for i= 1:N</p><p><b>　　j=i;</b></p><p>　　if ua(i)<=u2(1)</p><p>　　n=ua(i)*(ig(1)*k/r)/0.377;</p><p>　　Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2

102、+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;</p><p>　　Ft=Tq*ig(1)*k*yitaT/r;</p><p>　　inv_a(i)=(deta(1)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));</p><p>　　delta(i)=deta_u*inv_a(i)/3.6;</p><p>　　els

103、eif ua(i)<=u2(2)</p><p>　　n=ua(i)*(ig(2)*k/r)/0.377;</p><p>　　Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;</p><p>　　Ft=Tq*ig(2)*k*yitaT/r;

104、</p><p>　　inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));</p><p>　　delta(i)=deta_u*inv_a(i)/3.6;</p><p>　　elseif ua(i)<=u2(3)</p><p>　　n=ua(i)*(ig(3)*k/r)/0.377;</p><

105、p>　　Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;</p><p>　　Ft=Tq*ig(3)*k*yitaT/r;</p><p>　　inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));</p><p>　　del

106、ta(i)=deta_u*inv_a(i)/3.6;</p><p><b>　　else </b></p><p>　　n=ua(i)*(ig(4)*k/r)/0.377;</p><p>　　Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/

107、1000).^4;</p><p>　　Ft=Tq*ig(4)*k*yitaT/r;</p><p>　　inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));</p><p>　　delta(i)=deta_u*inv_a(i)/3.6;</p><p><b>　　end</b></p>

108、<p>　　a=delta(1:j);</p><p>　　t(i)=sum(a);</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　T=t(N)</b></p><p>　　plot(t,ua);grid;</p><p>　　axis(