汽车理论课程设计
山东科技大学 车辆 09-2 详细 qq：982281336 设计题目一
1).程序：n=600:10:4000;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
Pe=Tq.*n/9550;
plotyy(n,Pe,n,Tq) legend('Pe','Tq')
title('Pe-n和Tq-n曲线 ') xlabel('n/(r/min)')
ylabel('Pe/kW') gtext('Tq') gtext('Pe') gtext('Tq/N*m')
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0
20 40 60 80
n/(r/min)
Pe/kW
和 曲线 Pe-n Tq-n
Tq
Pe
Tq/N*m
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000100 120 140 160 180 Pe Tq
2). 驱动力——行驶阻力平衡图 n=600:10:4000;
CDA=2.77;
f=0.013;
m=4080;g=9.8;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
h=0.85;%机械效率 r=0.367;
i=1:1:4;
i0=5.83;
ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;
ua1=0.377*r.*n/(i0*ig1);
Ft1=Tq*ig1*i0*h/r;
ua2=0.377*r.*n/(i0*ig2);
Ft2=Tq*ig2*i0*h/r;
ua3=0.377*r.*n/(i0*ig3);
Ft3=Tq*ig3*i0*h/r;
ua4=0.377*r.*n/(i0*ig4);
Ft4=Tq*ig4*i0*h/r;
Fw1=CDA*(ua1).^2/21.15;
Fw2=CDA*(ua4).^2/21.15;
Ff=f*m*g;
F1=Ff+Fw1;
F2=Ff+Fw2;
plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua1,F1,ua4,F2) ylabel('F/N')
xlabel('ua/(km/h)')
title('驱动力——行驶阻力平衡图')
legend('Ft1','Ft2','Ft3','Ft4','Fw+Ff') gtext('Ft1')
gtext('Ft2') gtext('Ft3') gtext('Ft4') gtext('Fw+Ff')
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
5000 10000 15000
F/N
ua/(km/h)
驱动力——行驶阻力平衡图
Ft1
Ft2
Ft3
Ft4
Fw+Ff
Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 Fw+Ff
3).动力特性图
n=600:10:4000;CDA=2.77;
f=0.013;m=4080;g=9.8;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
h=0.85;%机械效率 r=0.367;i0=5.83;
ig1=6.09;ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;
ua1=0.377*r.*n/(i0*ig1);
Ft1=Tq*ig1*i0*h/r;
ua2=0.377*r.*n/(i0*ig2);
Ft2=Tq*ig2*i0*h/r;
ua3=0.377*r.*n/(i0*ig3);
Ft3=Tq*ig3*i0*h/r;
ua4=0.377*r.*n/(i0*ig4);
Ft4=Tq*ig4*i0*h/r;
Fw1=CDA*(ua1).^2/21.15;
Fw2=CDA*(ua2).^2/21.15;
Fw3=CDA*(ua3).^2/21.15;
Fw4=CDA*(ua4).^2/21.15;
D1=(Ft1-Fw1)/(m*g);
D2=(Ft2-Fw2)/(m*g);
D3=(Ft3-Fw3)/(m*g);
D4=(Ft4-Fw4)/(m*g);
plot(ua1,D1,ua2,D2,ua3,D3,ua4,D4,ua4,f) ylabel('D')
xlabel('ua/(km/h)') title('动力特性图')
legend('I','II','III','IV') gtext('I')
gtext('II') gtext('III') gtext('IV') gtext('f')
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
D
ua/(km/h) 动力特性图
I
II
III
IV
f
I II III IV
4)加速度倒数曲线 n=600:10:4000;
h=0.85; r=0.367;
f=0.013; i0=5.83;
m=4080; g=9.8;
G=m.*g; CDA=2.77;
If=0.218;
Iw1=1.798; Iw2=3.598;
ig1=6.09; ig2=3.09; ig3=1.71; ig4=1.00;
ua1=0.377*r.*n/(ig1.*i0);
ua2=0.377*r.*n/(ig2.*i0);
ua3=0.377*r.*n/(ig3.*i0);
ua4=0.377*r.*n/(ig4.*i0);
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
b1=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig1.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
b2=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig2.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
b3=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig3.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
b4=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig4.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
Ft1=Tq.*ig1.*i0.*h/r;
Ft2=Tq.*ig2.*i0.*h/r;
Ft3=Tq.*ig3.*i0.*h/r;
Ft4=Tq.*ig4.*i0.*h/r;
Fw1=CDA.*(ua1.^2)/21.15;
Fw2=CDA.*(ua2.^2)/21.15;
Fw3=CDA.*(ua3.^2)/21.15;
Fw4=CDA.*(ua4.^2)/21.15;
D1=(Ft1-Fw1)./G;
D2=(Ft2-Fw2)./G;
D3=(Ft3-Fw3)./G;
D4=(Ft4-Fw4)./G;
a1=g.*(D1-f)/b1;
a2=g.*(D2-f)/b2;
a3=g.*(D3-f)/b3;
a4=g.*(D4-f)/b4;
plot(ua1,1./a1,ua2,1./a2,ua3,1./a3,ua4,1./a4);
title('加速度倒数曲线图');
Xlabel('ua(km/h)');
Ylabel('1/a(m/s^2)');
legend('I','II','III','IV') gtext('I')
gtext('II') gtext('III') gtext('IV')
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 2 4 6 8 10 12 14 16
加速度倒数曲线图
ua(km/h) 1/a(m/s2 )
I II III
IV
I II III IV
5）
① 汽车2挡原地起步连续换挡加速时间曲线 k=600:10:4000;n(k)=k;h=0.85;
r=0.367;f=0.013;i0=5.83;
m=4080;g=9.8;G=m.*g;CDA=2.77;
If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
ig2=3.09;ig3=1.71;ig4=1.00;
ua2(k)=0.377*r.*n(k)/(ig2.*i0);
ua3(k)=0.377*r.*n(k)/(ig3.*i0);
ua4(k)=0.377*r.*n(k)/(ig4.*i0);
Tq(k)=-19.313+295.27*(n(k)/1000)-165.44*(n(k)/1000).^2+40.8 74*(n(k)/1000).^3-3.8445*(n(k)/1000).^4;
b2=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig2.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
b3=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig3.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
b4=1+(Iw1+Iw2)./(m.*r.^2)+(If.*ig4.^2.*i0.^2.*h)/(m.*r.^2);
Ft2(k)=Tq(k).*ig2.*i0.*h/r;
Ft3(k)=Tq(k).*ig3.*i0.*h/r;
Ft4(k)=Tq(k).*ig4.*i0.*h/r;
Fw2(k)=CDA.*(ua2(k).^2)/21.15;
Fw3(k)=CDA.*(ua3(k).^2)/21.15;
Fw4(k)=CDA.*(ua4(k).^2)/21.15;
D2(k)=(Ft2(k)-Fw2(k))./G;
D3(k)=(Ft3(k)-Fw3(k))./G;
D4(k)=(Ft4(k)-Fw4(k))./G;
a2(k)=g.*(D2(k)-f)/b2;
a3(k)=g.*(D3(k)-f)/b3;
a4(k)=g.*(D4(k)-f)/b4;
m=2210:10:4000;
n=2390:10:4000;
t2=trapz(ua2(k),1./a2(k));
t3=trapz(ua3(m),1./a3(m));
t4=trapz(ua4(n),1./a4(n));
T1=t2;T2=T1+t3;T3=T2+t4;
%三次多项式拟合数据，并画出拟合曲线。
T=[0 T1 T2 T3];
Ua=[0 ua2(4000) ua3(4000) ua4(4000)];
v=polyfit (T,Ua,2);
t=1:0.5:150;
ua=polyval (v,t);
plot (t,ua)
title('汽车2挡原地起步连续换挡加速时间曲线') xlabel('t/s')
ylabel('ua/(Km/h)')
0 50 100 150 0
20 40 60 80 100 120
汽车 挡原地起步连续换挡加速时间曲线2
t/s
ua/(Km/h)
② 直接挡加速时间
h=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;
Iw1=1.798;Iw2=3.598;hg=0.9;m=4080;g=9.8;k=200;
G=m*g;ig(1)=6.09;ig(2)=3.09;ig(3)=1.71;ig(4)=1.00;
nmin=600;nmax=4000;
n=linspace(nmin,nmax,k);
for i=1:4
b(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*h)/(m*r^2);
end
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
for i=1:4
ua(i,:)=0.377*n.*r/(ig(i)*i0);
end
for i=1:4
Ft(i,:)=Tq.*ig(i)*i0*h/r;
end
uua=linspace(0,120,k);
Fw=CDA*uua.^2/21.15;
F=CDA*uua.^2/21.15+G*f;
for i=1:4
for j=1:200
a(i,j)=(Ft(i,j)-F(j))/(b(i)*m);
end end
for i=1:199
Ts(i)=(ua(4,i+1)-ua(4,i))/3.6/a(4,i);
end
t(1)=Ts(1);
for i=1:198;
t(i+1)=t(i)+Ts(i+1);
end
plot(t,ua(4,[1:199])) T=t(199);
title('汽车直接挡时车速时间曲线图') axis([0,200,0,90])
xlabel('t/s')
ylabel('ua/(Km/h)')
disp('直接挡加速时间为');disp(T);
直接挡加速时间为: 91.6409
6）汽车的动力性主要由最高车速、加速时间和最大爬坡度三方面 的指标来评定：
1.汽车的最高车速是指汽车在水平良好路面（混泥土或沥青）上所达 到的最高行驶速度。
2.汽车的加速时间
汽车的加速时间表示汽车的加速能力。它对平均车速有着很大的影 响。特别是轿车，对加速时间更为重视。常用原地起步加速时间与超 车加速时间来表明汽车的加速能力。包括选择恰当的换挡时机。原地 起步加速时间指汽车由Ⅰ档或Ⅱ档起步，并以最大的加速强度逐步换
至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。或 0—100Km/h 所 需的时间来表明加速能力的。汽车加速时间越短，加速性能越好。
3.汽车的最大爬坡度
汽车的上坡能力是用满载时汽车在某一良好路面上的最大爬坡度 imax 表示的。显然，最大爬坡度是指Ⅰ档最大爬坡度。轿车最高车 速大，加速时间短，经常在较好的道路上行驶，一般不强调它的爬坡 能力。货车在各道路上行驶，要求它的最大爬坡度在 30%左右。
汽车动力性三个方面的评价指标的侧重点各有不同，最高车速和最大 爬坡度体现汽车的极限行驶性能，而加速时间反映了汽车的综合动力 性能。
设计题目二
1）.n=600:10:4000;
m=9290;g=9.8;
G=m*g;
i0=5.83;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
Pe=Tq.*n/9550;
plotyy(n,Tq,n,Pe)
title('Pe-ne和Ttq-ne图');
xlabel('ne(r/min)');
ylabel('Pe(kw) Ttq(N*m)');
gtext('Pe'),gtext('Ttq')
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
100 120 140 160 180
和 图
Pe-ne Ttq-ne
ne(r/min)
Pe(kw) Ttq(N*m)
Pe Ttq
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000
20 40 60 80
2）n=[600:10:4000];
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/100 0).^3-3.8445*(n/1000).^4;
m=9290;g=9.8;
G=m*g;
ig=[6.09 3.09 1.71 1.00 ];
h=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=2.900;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
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;
Pe1=Tq.*ig(1)*i0.*ua1./(3600*r);
Pe2=Tq.*ig(2)*i0.*ua2./(3600*r);
Pe3=Tq.*ig(3)*i0.*ua3./(3600*r);
Pe4=Tq.*ig(4)*i0.*ua4./(3600*r);
ua=[0:0.5:120];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Pf=Ff*ua/3600;
Pw=Fw.*ua/3600;
Pef=(Pf+Pw)./h;
Pe=max(Pe1);
plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua,Pef,ua,Pe);
axis([0 120 0 70]);
title('汽车功率平衡图');
xlabel('ua(km/h)');
ylabel('Pe(kw)');
gtext('Ⅰ'),gtext('Ⅱ'),gtext('Ⅲ'),gtext('Ⅳ '),gtext('(Pf+Pw)/nt'),gtext('Pe');
0 20 40 60 80 100 120 0
10 20 30 40 50 60 70
汽车功率平衡图
ua(km/h)
Pe(kw)
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
(Pf+Pw)/nt Pe
3)绘制最高档和次高档的等速百公里油耗曲线
m=9290;g=9.8;r=0.367;h=0.85;f=0.013;CDA=2.77;
i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
ig=[6.09 3.09 1.71 1];nd=400;%Qid=0.299;
nn=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];
for j=1:4
for i=1:8
Tq(i)=-19.313+295.27*(nn(i)/1000)-165.44*(nn(i)/1000).^2+40 .874*(nn(i)/1000).^3-3.8445*(nn(i)/1000).^4;
ua(i,j)=0.377*nn(i).*r./(ig(j).*i0);
Pe(i,j)=Tq(i).*ig(j).*i0.*ua(i,j)/(3600.*r);
Pfw(i,j)=(m.*g.*f.*ua(i,j)/3600+CDA.*ua(i,j).^3/76140)/h;
end end
b(1)=0.17768*Pe(1)^4-5.8629*Pe(1)^3+72.379*Pe(1)^2-416.46*P e(1)+1326.8;
b(2)=0.043072*Pe(2)^4-2.0553*Pe(2)^3+36.657*Pe(2)^2-303.98*
Pe(2)+1354.7;
b(3)=0.0068164*Pe(3)^4-0.51184*Pe(3)^3+14.524*Pe(3)^2-189.7 5*Pe(3)+1284.4;
b(4)=0.0018555*Pe(4)^4-0.18517*Pe(4)^3+7.0035*Pe(4)^2-121.5 9*Pe(4)+1122.9;
b(5)=0.00068906*Pe(5)^4-0.091077*Pe(5)^3+4.4763*Pe(5)^2-98.
893*Pe(5)+1141.0;
b(6)=0.00035032*Pe(6)^4-0.05138*Pe(6)^3+2.8593*Pe(6)^2-73.7 14*Pe(6)+1051.2;
b(7)=0.00028230*Pe(7)^4-0.047449*Pe(7)^3+2.9788*Pe(7)^2-84.
478*Pe(7)+1233.9;
b(8)=-0.000038568*Pe(8)^4-0.00075215*Pe(8)^3+0.71113*Pe(8)^
2-45.291*Pe(8)+1129.7;
v3=ua(:,3)';
v4=ua(:,4)';
for s=1:8
Qs3(s)=Pfw(s,3)/0.85.*b(s)/(1.02*v3(s)*7);%次高挡，%取密度
和g的乘积为7.0kg*m/(L*s^2)
Qs4(s)=Pfw(s,4)/0.85.*b(s)/(1.02*v4(s)*7);%最高挡 end
xi=linspace(0,100,10);
B3=polyfit(v3,Qs3,2);
B4=polyfit(v4,Qs4,2);
y1=polyval(B3,xi);
y2=polyval(B4,xi);
axis([0 120 0 30]) plot(xi,y1);
hold on
plot(xi,y2,'r');
hold off
title('最高挡（四挡）与次高挡(三挡)等速百公里油耗曲线');
xlabel('ua(km/h)');
ylabel('Qs(L/100km)');
gtext('四档');
gtext('三挡');
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 20
25 30 35 40 45
最 高 挡 （ 四 挡 ） 与 次 高 挡 三 挡 等 速 百 公 里 油 耗 曲 线( )
ua(km/h)
Qs(L/100km)
四 档 三 挡
4)按第三档计算货车六工况循环行驶的百公里油耗 用 matlab 解题程序如下：
>> %题目已知条件 m=4080;g=9.8;
ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; i0=5.83;
r=0.367;h=0.85;f=0.013;CDA=2.77;If=0.218;
Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;Hg=0.9;
Iw=2*Iw1+4*Iw2;nd=400;Qid=0.299;
n0=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804];
for j=1:4
for i=1:69 n(i)=550+50*i;
Tq(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)=Tq(i)*n(i)/9550;
ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0);
Pz(i,j)=(m*g*f*ua(i,j)/3600+CDA*ua(i,j)^3/76140)/h;
end end for j=1:4 for i=1:8
Td(i)=-19.313+295.27*(n0(i)/1000)-165.44*((n0(i)/1000)^2) ...
+40.874*((n0(i)/1000)^3)-3.8445*((n0(i)/1000)^4);
Pd(i)=Td(i)*n0(i)/9550;
u(i,j)=0.377*r*n0(i)/(ig(j)*i0);
end end
b(1)=1326.8-416.46*Pd(1)+72.379*Pd(1)^2-5.8629*Pd(1)^3+0.17768*Pd (1)^4;
b(2)=1354.7-303.98*Pd(2)+36.657*Pd(2)^2-2.0553*Pd(2)^3+0.043072*P d(2)^4;
b(3)=1284.4-189.75*Pd(3)+14.524*Pd(3)^2-0.51184*Pd(3)^3+0.0068164
*Pd(3)^4;
b(4)=1122.9-121.59*Pd(4)+7.0035*Pd(4)^2-0.18517*Pd(4)^3+0.0018555
*Pd(4)^4;
b(5)=1141.0-98.893*Pd(5)+4.4763*Pd(5)^2-0.091077*Pd(5)^3+0.000689
06*Pd(5)^4;
b(6)=1051.2-73.714*Pd(6)+2.8593*Pd(6)^2-0.05138*Pd(6)^3+0.0003503 2*Pd(6)^4;
b(7)=1233.9-84.478*Pd(7)+2.9788*Pd(7)^2-0.047449*Pd(7)^3+0.000282 30*Pd(7)^4;
b(8)=1129.7-45.291*Pd(8)+0.71113*Pd(8)^2+0.00075215*Pd(8)^3-0.000 038568*Pd(8)^4;
u1=u(:,1)';
u2=u(:,2)';
u3=u(:,3)';
u4=u(:,4)';
B1=polyfit(u1,b,3);
B2=polyfit(u2,b,3);
B3=polyfit(u3,b,3);
B4=polyfit(u4,b,3);
for k=1:69
bh(k,1)=polyval(B1,ua(k,1));
bh(k,2)=polyval(B2,ua(k,2));
bh(k,3)=polyval(B3,ua(k,3));
bh(k,4)=polyval(B4,ua(k,4));
end
%按三档行驶时计算六工况百公里油耗
Q1=interp1(ua(:,3),Pz(:,3),25)*interp1(ua(:,3),bh(:,3),25)*50/(102*25*7.
10);
for i=1:16
ua2(i)=24+i;
Qt2(i)=interp1(ua(:,3),Pz(:,3),ua2(i))*interp1(ua(:,3),bh(:,3),ua2(i))/(367.1
*7.10);
end
dt2=1/(3.6*0.25);
Q2=0;
for i=1:15
Q22(i)=(Qt2(i)+Qt2(i+1))*dt2/2;
Q2=Q2+Q22(i);
end
Q3=interp1(ua(:,3),Pz(:,3),40)*interp1(ua(:,3),bh(:,3),40)*250/(102*40*7 .10);
for i=1:11
ua4(i)=39+i;
Qt4(i)=interp1(ua(:,3),Pz(:,3),ua4(i))*interp1(ua(:,3),bh(:,3),ua4(i))/(367.1
*7.10);
end
dt4=1/(3.6*0.2);
Q4=0;
for i=1:10
Q44(i)=(Qt4(i)+Qt4(i+1))*dt4/2;
Q4=Q4+Q44(i);
end
Q5=interp1(ua(:,3),Pz(:,3),50)*interp1(ua(:,3),bh(:,3),50)*250/(102*50*7 .10);
Q6=(50-25)*Qid/(3.6*0.36);
Qs=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)*100/1075 Qs =
10.2409
计算求得六工况循环行驶的百公里油耗 Qs＝9.9208L/100km。
5）对经济型进行总体评价 1、使用方面
（1）行驶车速方面：汽车在接近于低速的中等车速时燃油消耗量 Qs 最低，高速时随车速增加，QS 迅速增加。这是因为在高速行驶时，
虽然发动机的负荷率高，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。
（2）档位选择方面：在一定道路上，汽车用不同排挡行驶，燃油消 耗量是不一样的，显然，在同一道路条件下与车速下，虽然发动机发 出的功率是相同的，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越
低。燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，而使用高档时的情 况相反。
（3）挂车的应用：拖带挂车以后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，
但以 100t*Km 计的油耗却下降了。即分摊到每吨货物上的油耗下降 了。拖带挂车后节油的原因有：一是带挂车后阻力增加了，发动机的 负荷率增加了，使燃油消耗率 b 下降了，另一个原因是汽车列车的质 量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。
（4）正确的保养与调整：汽车的调整与保养会影响到发动机的性能 与汽车的行驶阻力，所以对百公里油耗有相当大的影响。
2、汽车结构方面
（1）缩减轿车总尺寸和减轻质量
大型轿车费油的原因是大幅度增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力 和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷 率低也是原因之一。
（2）发动机
发动机中的热损失与机械损失占燃油化学能中的 65%左右。显然，发 动机是对汽车燃油经济性最有影响的部件。
目前提高发动机经济性的主要途径是：
a、提高现有汽油发动机的热效率与机械效率 b、扩大柴油发动机的应用范围
c、增压化（目前常提供选用的增压汽油机，采用增压的柴油机已很 普遍）
d、广泛采用电子计算机控制技术（如电控汽油喷射系统、柴油机的 高压共轨系统、可变进气流量控制和可变配气相位的控制）
（3）传动系
传动系的档位增多后，增加了选用合适档位使发动机处于经济工作状 况的机会，有利于提高燃油经济性。
档数无限的无级变速器，在任何条件下都提供了发动机在最经济状况 下工作的可能性。
目前，轿车上得到广泛应用的无级变速器是自动液力变速器。不 过，由于液力变矩器的传动效率较低，汽车装用自动液力变速器后，
燃油经济性均有所下降。但由于它具有运动平稳，操作方便，乘坐舒 适性等优点而受到人们欢迎。近年来，为了节油和进一步提高动力性，
自动液力变速器的档数有所增加，一般为 4 档，在有的档位进行功率 分流。即较大部分功率不经过液力变矩器而直接经输出轴输出，高档 装有锁止离合器，当离合器锁止时滑转完全消除，提高了传动效率，
从而提高了装有液力变速器汽车的燃油经济性。
（4)汽车外形与轮胎
降低 CD 值是节约燃油的有效途径。
现在公认子午线轮胎的综合性能最好。由于它的滚动阻力小，与一般 斜交轮胎相比，可节油 6%—8%。
综上，四档发动机的发动机的燃油消耗比五档发动机较高，不过其动 力性能比五档较好
设计题目三
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 0.845 3.950 2.100 0.38
满 载
9290 1.170 3.950 2.950 0.38
1）
① m0=4080;%空载质量 m/kg hg0=0.845;%空载质心高
L0=3.95;%空载轴距
a0=2.1;%空载质心至前轴距离 m=9290;%满载质量 m/kg hg=1.170;%满载质心高 L=3.95;%满载轴距
a=2.950;%满载质心至前轴距离 B=0.38;%B 为制动力分配系数 g=9.8;
G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;
Fu1 =0:1000:25000;
Fu2=1/2*(G/hg*(b^2+4*hg*L/G*Fu1).^0.5-(G*b/hg+2*Fu1));
FU2=1/2*(G0/hg0*(b0^2+4*hg0*L0/G0*Fu1).^0.5-(G0*b0/hg0+2*Fu1));
F2=(1-B)*Fu1/B;
plot(Fu1,Fu2,Fu1,FU2,Fu1,F2);
title('I 曲线和β曲线');
gtext('I 曲线（满载）') gtext('I 曲线（空载）') gtext('β曲线')
xlabel('Fu1') ylabel('Fu2')
0 0.5 1 1.5 2 2.5
x 104 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
4.5x 104 I曲 线 和 曲 线β
曲 线 （ 满 载 ） I
曲 线 （ 空 载 ） I
β曲 线
Fu1
Fu2
②
m0=4080;%空载质量m/kg hg0=0.845;%空载质心高 L0=3.95;%空载轴距
a0=2.1;%空载质心至前轴距离 m=9290;%满载质量m/kg
hg=1.170;%满载质心高
L=3.95;%满载轴距
a=2.950;%满载质心至前轴距离 B=0.38;%B为制动力分配系数 g=9.8;
G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;
%空载时的f、r线组程序：
fai=[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9];
for i=1:10
Fxb1fk=0:1000:500000;Fxb1rk=0:1000:500000;
Fxb2fk=(1-fai(i)*hg0)/(fai(i)*hg0)*Fxb1fk-G0*b0/hg0;
Fxb2rk=-1*fai(i)*hg0/(1+fai(i)*hg0)*Fxb1rk+fai(i)*G0*a0/(1+
fai(i)*hg0);
plot(Fxb1fk,Fxb2fk) hold on
plot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')
axis([0 50000 -100000 20000]) end
xlabel('Fxb1') ylabel('Fxb2')
title('空载时的f、r线组图') gtext('f线组'),gtext('r线组')
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 104 -10
-8 -6 -4 -2 0 2x 104
Fxb1
Fxb2
空载时的 、 线组图f r
线组 f
线组 r
%满载时的f、r线组程序
m=9290;%满载质量m/kg hg=1.170;%满载质心高 L=3.95;%满载轴距
a=2.950;%满载质心至前轴距离 B=0.38;%B为制动力分配系数 g=9.8;
G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;
%空载时的f、r线组程序：
fai=[0 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5];
for i=1:10
Fxb1fk=0:2000:50000;Fxb1rk=0:2000:50000;
Fxb2fk=(1-fai(i)*hg)/(fai(i)*hg)*Fxb1fk-G*b/hg;
Fxb2rk=-1*fai(i)*hg/(1+fai(i)*hg)*Fxb1rk+fai(i)*G*a/(1+fai(
i)*hg);
plot(Fxb1fk,Fxb2fk) hold on
plot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')
axis([0 50000 -100000 20000]) end
xlabel('Fxb1') ylabel('Fxb2')
title('满载时的f、r线组图') gtext('f线组'),gtext('r线组')
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
x 104 -10
-8 -6 -4 -2 0 2x 104
Fxb1
Fxb2
满载时的 、 线组图f r
线组 f
r线组
2）
m=4080;hg=0.845;l=3.950;a=2.100;b=1.950;beta=0.38;g=9.8;G=m
*g;
M=9290;Hg=1.170;L=3.950;A=2.950;B=1.050;Beta=0.38;g=9.8;G1=
M*g;
z=0:0.01:1.0;
figure(1) fai=z;
faifk=beta*z*l./(b+z*hg);
faifm=Beta*z*L./(B+z*Hg);
fairk=(1-beta)*z*l./(a-z*hg);
fairm=(1-Beta)*z*L./(A-z*Hg);
plot(z,faifk,'b--',z,faifm,'r',z,fairk,'b--',z,fairm,'r',z, fai,'k')
title('利用附着系数与制动强度的关系曲线') xlabel('制动强度（z/g）')
ylabel('利用附着系数φ')
gtext('φr(空载)'),gtext('φr(满载)'),gtext('φ=z'),gtext(' φf(满载)'),gtext('φf(空载)');
figure(2);
Efk=z./faifk*100;
Efm=z./faifm*100;
Erk=z./fairk*100;
Erm=z./fairm*100;
plot(faifk,Efk,'b',faifm,Efm,'r',fairk,Erk,'b',fairm,Erm,'r
');
axis([0 1 0 100]);
title('前.后制动效率曲线');
xlabel('附着系数φ');
ylabel('制动效率%');
gtext('Ef'),gtext('Er'),gtext('Er'),gtext('满载'),gtext('空 载');
4） 和 5）
制动距离程序：
m=4080;hg=0.845;l=3.950;a=2.000;b=1.950;beta=0.38;g=9.8;G=m
*g;
M=9290;Hg=1.170;L=3.950;A=2.900;B=1.050;Beta=0.38;g=9.8;G1=
M*g;
t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;
z=0:0.01:1.0;
faifk=beta*z*l./(b+z*hg);
faifm=Beta*z*L./(B+z*Hg);
fairk=(1-beta)*z*l./(a-z*hg);
fairm=(1-Beta)*z*L./(A-z*Hg);
Efk=z./faifk*100;
Efm=z./faifm*100;
Erk=z./fairk*100;
Erm=z./fairm*100;
ak1=Erk(81)*g*fai/100;
am1=Erm(81)*g*fai/100;
Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak1);
Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am1);
disp('空载时，汽车制动距离 Sk1=');
disp(Sk1);
disp('满载时，汽车制动距离 Sm1=');
disp(Sm1);
ak2=fai*g*a/(l+fai*hg);
am2=fai*g*A/(L+fai*Hg);
ak3=fai*g*b/(l-fai*hg);
am3=fai*g*B/(L-fai*Hg);
Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak2);
Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am2);
Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak3);
Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am3);
disp('空载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sk2=');
disp(Sk2);
disp('满载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sm2=');
disp(Sm2);
disp('空载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sk3=');
disp(Sk3);
disp('满载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sm3=');
disp(Sm3);
空载时，汽车制动距离 Sk1=
8.4420
满载时，汽车制动距离 Sm1=
5.7725
空载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sk2=
10.4939
满载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sm2=
7.7119
空载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sk3=
7.6859
满载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sm3=
12.9629%结果是
空载时，汽车制动距离 Sk1=
8.4420
满载时，汽车制动距离 Sm1=
5.7725
空载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sk2=
10.4939
满载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sm2=
7.7119
空载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sk3=
7.6859
满载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sm3=
12.9629
