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1、第三章 汽车动力装置参数的选定,第三章汽车动力装置参数的选择,汽车动力装置参数是指发动机的功率、传动系的传动比。 本章主要根据汽车对动力性和燃油经济性的要求，确定汽车动力装置参数。,返回目录,一、由uamax确定发动机功率,当 时， ；,此时所需的发动机功率,3.1 发动机功率的选择,发动机功率应大体等于，并不小于最高车速的行驶阻力功率之和,二、由比功率确定发动机功率,比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t。(总质量差距大，利用统计数据粗略估计),3.1 发动机功率的选择,1.货车的比功率分析,各类货车的 f、T、CD、uamax 变化不大，用于克服Ff的功率变化不大；,各类货
2、车 A 变化不大，但m 变化较大，A/m随质量增大而减小；,货车的比功率随总质量增大而减小，但大于单位质量应克服的滚动阻力功率。,3.1 发动机功率的选择,3.1 发动机功率的选择,左图为东风、跃进货车比功率 货车的比功率随总质量增大而减小 一般货车的比功率约为10kW/t 23t的轻型货车的比功率很大,3.1 发动机功率的选择,大/小? 为什么,3.1 发动机功率的选择,货车可以根据总质量与同类车辆比功率的统计数据，初步选择发动机功率。 不少国家对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。,3.1 发动机功率的选择,轿车的车速高，最
3、高车速变化范围大(125400km/h)。 比功率主要与 有关。 比功率还与CDA/ mT有关。,2.轿车的比功率,3.1 发动机功率的选择,右图解释见P76页,Audi A6 轿车的比功率,3.1 发动机功率的选择,利用图表中的数值点形成的区域，个可以根据设计轿车的总质量、预期的最高车速，大体确定发动机的功率。,Audi A6 轿车的比功率,3.1 发动机功率的选择,根据设计轿车的总质量、预期的最高车速，利用轿车比功率曲线可大体确定发动机的功率。,Audi A6与Bora 比功率的比较（两车轴距相差337mm，质量相差170kg）,3.1 发动机功率的选择,下一节,第一节 发动机功率的选择,
4、本节内容结束,3.1 发动机功率的选择,1.最小传动比与动力性和燃油经济性的关系,三轴式直接档变速器 = 1 二轴式变速器和超速档三轴变速器确定,的确定 i0的确定,副变速器传动比。,思考,汽车传动系由哪些传动部件组成？传动系总传动比 it 如何确定？,3.2 最小传动比的选择,当 时，汽车的最高车速最高。,1）最高车速(ig=1,不同i0),i03 i02 i01 uamax1 uP3 uamax2 uamax3 uamax1,发动机最大功率对应的车速； 汽车的最高车速。,3.2 最小传动比的选择,2）后备功率,后备功率,3.2 最小传动比的选择,i01的后备功率最小； i03的后备功率最大
5、； i01的燃油经济性最好； i03的燃油经济性最差。, 1，动力性好，燃油经济性差。,2）后备功率,3.2 最小传动比的选择,不同 的取值在轿车中所占的比例,3.2 最小传动比的选择,未来发展趋势？,2.最小传动比与驾驶性能,驾驶性能是指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。,大排量发动机提供较大、较快、较平稳的转矩响应。,前置前驱动传动系转矩响应较前置后驱动好。,最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。,最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。,3.2 最小传动比的选择,根据每千克车质量的发动机排量毫升值，查出允许的最小 值，对于选择轿车最小传动比有
6、参考价值。,3.2 最小传动比的选择,下一节,第二节 最小传动比的选择,本节内容结束,3.2 最小传动比的选择,第三节 最大传动比的选择,返回目录,3.3 最大传动比的选择,满足汽车的最大爬坡度max；,传动系最大传动比 主要用于什么工况？,思考,满足汽车的最低稳定车速uamin ；,满足汽车加速时间的要求；,满足汽车的附着条件 。,3.3 最大传动比的选择,当汽车低速爬坡时(忽略空气阻力) FW= 0， = 0,一、保证最大爬坡度,3.3 最大传动比的选择,货车30%，角度为16.7,已知参数：G 26950N；f 0.02； ； r 367.15mm； 310 ；i03.70； 副变速器传
7、动比 2.64；T0.90,以奔驰ML320越野汽车为例，计算满足最大爬坡度要求前提下的传动系最大传动比。,求得 ig12.619,3.3 最大传动比的选择,三、满足附着条件,或,二、满足最低稳定车速uamin的要求,3.3 最大传动比的选择,为了能够在松软路面上行驶,轿车最大爬坡度应大于30%，可根据加速能力进行换算，并根据同级别轿车进行选择,下一节,第三节 最大传动比的选择,本节内容结束,3.3 最大传动比的选择,第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择,本节将介绍汽车变速器各挡传动比的基本分配原则；按等比级数分配传动比的优点等。,返回目录,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,比功率大 挡位
8、数少（阻力靠后备功率克服）。 比功率小 挡位数多（阻力靠变换挡位克服）。 重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路面条件复杂， 大，挡数较多。 档与档之间的传动比值不应大于1.71.8，防止换挡困难。,挡位数多，对汽车动力性和燃油经济性都有利。,动力性：挡位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。 燃油经济性：挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率转速区工作的可能性，降低了油耗。,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,1.各挡传动比的分配,最大最小传动比确定后，变速器各挡传动比基本按等比级数 分配，即,设5挡变速器的ig5=1,一、各挡传动比的确定,3.4
9、传动系档数与各档传动比的选择,1）发动机工作范围都相同，加速时便于操纵； 2）各挡工作所对应的发动机功率都较大，有利于汽车动力性； 3）便于和副变速器结合，构成更多挡位的变速器。,以下将重点分析上述优点,2.等比级数分配传动比的优点,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,与n的关系,挡n=n2时的车速为,挡n=n1时的车速为,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,由于,同理，应有,所以,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,发动机工况图 变速器工况图,国产奥迪A6 轿车的各项技术参数,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,换挡过程中，发动机总在同一转速范围内n1n2内工作，起步加速工作比较方便
10、； 充分利用发动机提供的功率，提高车辆的动力性。,ig1/ig21.85；ig2/ig31.432；ig3/ig41.346； ig4/ig51.355；且,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,各挡对应的发动机工作转速范围都相同，且都在发动机最大功率附近。,不同传动比分配方式的对比分析,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,不同传动比分配方式的对比分析,高挡对应的发动机转速范围大。,高挡对应的发动机转速范围小。,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,由于高挡的利用率远大于低挡，实际各挡传动比常按下式分布,CA7220 5挡变速器传动比,奔驰E200 5挡变速器传动比,3.4 传动系档数与各档
11、传动比的选择,一些常见车型传动比的比值,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,可参考此图确定轿车最高挡传动比,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,可参考此图确定变速器中间各挡传动比,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,一具有5挡的主变速器，各挡间的公比为q 2，其传动比序列为1、q 2、 q 4、 q 6、 q 8。若结合一后置两挡副变速器，其传动比为1、 q，便可构成一具有10挡位的变速器，各挡间的公比为q，其传动比序列为1、q、q 2、 q 3、 q 4、 q 5、 q 6、 q 7、 q 8、 q 9。 这是按等比级数分配传动比的优点之一。,便于
12、主变速器与副变速器的结合,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,下一节,本节内容结束,第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择,3.4 传动系档数与各档传动比的选择,本节主要研究不同功率的发动机与不同的变速器、不同的主减速器相匹配时，对汽车动力性和燃油经济性的影响。,第五节利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数,返回目录,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,C曲线：燃油经济性-加速时间曲线。,前提： 和 已经确定。,一、i0的确定,i0不同，将直接影响到汽车的动力性和燃油经济性。,C曲线上的各点是如何计算得到的？,思考,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,P
13、27,50,用不同的变速器和不同的主减速器相匹配，分析对汽车动力性和燃油经济性的影响。,二、 和i0的确定,前提：发动机已经选定。,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,不同的五档客车,哪一种变速器的何种变速比的情况下经济性和动力性最佳？,思考,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,不同变速器的货车,哪一种变速器的燃油经济性最佳？ 在传动比为5.897的情况下，动力性和经济性如何？,思考,将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车动力性和燃油经济性的影响。,三、 和i0的确定,13
14、.5s,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,三、 和i0的确定,将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车燃油经济性的影响。,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,三、 和i0的确定,将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车燃油经济性的影响。,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,动力装置参数实例,一档克服30%坡度； 四档在55mile/h与60mile/h克服3%的坡度； 驾驶性能要求的最小传动比。,下一章,本章内容结束,第五节
15、利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数,3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数,总结,第一节：发动机功率的选择： 发动机功率如何计算，和哪几个因素有关？ 比功率的概念？ 货车比功率的分析及关键影响因素？ 轿车比功率的分析及关键影响因素？ 第二节：最小传动比的计算： 总传动比的计算方法？ 如何根据功率平衡图分析最小传动比？ 最小传动比对最高车速的影响？ 最小传动比对发动机后备功率和燃油经济性的影响？ 最小传动比与驾驶性能的关系。 第三节：最大传动比的选择： 最大传动比的选择应该考虑哪几方面的要求？,第四节：传动系档数与各档传动比的选择： 传动系档数对汽车动力性和经济性的影响？ 各档传动比的分配及等比技术分配传动比的优点？ 不同传动比的分配原则及如何选择？ 第五节：利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数： 主减速器传动比的确定？ 变速器和主减速器传动比的确定？ 发动机变速器和主减速器传动比的确定？,总结,
