2024年4月15日发(作者：宛辉)
武汉理工大学
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
nn
2
n
3
n
4
T
q
19.313295.27()165.44()40.874()3.8445()
1000
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 η
t
=0.85
滚动阻力系数 f=0.013
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
=5.83
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)
Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档 Ⅴ档
四档变速器 6.09 3.09 1.71 1.00 -
五档变速器 5.56 2.769 1.644 1.00 0.793
轴距 L=3.2m
质心至前轴距离（满载） a=1.974m
质心高（满载） hg=0.9m
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;
1 / 35
武汉理工大学
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=
99.3006
km/h
2 / 35
2024年4月15日发(作者：宛辉)
武汉理工大学
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
nn
2
n
3
n
4
T
q
19.313295.27()165.44()40.874()3.8445()
1000
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 η
t
=0.85
滚动阻力系数 f=0.013
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
=5.83
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)
Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档 Ⅴ档
四档变速器 6.09 3.09 1.71 1.00 -
五档变速器 5.56 2.769 1.644 1.00 0.793
轴距 L=3.2m
质心至前轴距离（满载） a=1.974m
质心高（满载） hg=0.9m
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;
1 / 35
武汉理工大学
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=
99.3006
km/h
2 / 35