1.范围适用于本研发中心所开发车型的发动机传动系统设计2.引用标准GB 7086-87液力变矩器性能试验方法GB/T465-1999汽车机械式变速器分类的术语及定义GB/T5333-1985汽车驱动桥术语及定义GB/T5727-1985汽车液力变速器术语及定义GB/T5728-1985汽车离合器术语及定义QC/T27-1992汽车干摩擦片式离合器台架试验方法QC/T291-1999汽车机械式分动器性能要求QC/T293-1999汽车半轴台架试验方法QC/T294-1999汽车半轴技术条件QC/T463-1999汽车用液力变矩器技术条件QC/T470-1999汽车制动变速器操纵装置的要求QC/T523-1999汽车传动轴台架试验方法QC/T524-1999汽车发动机性能试验方法试验方法QC/T533-1999汽车驱动桥台架试验方法QC/T534-1999汽车驱动桥台架试验评价指标QC/T29033-1991汽车用液力变速器台架性能试验方法QC/T29063-1992汽车机械式变速器总成技术条件QC/T29082-1992汽车传动轴总成技术条件QC/T29101-1992汽车用操纵拉锁总成3.传动系统设计概述传动系统根据传力介质不同可分为：机械传动系、液力机械式传动系、液 压传动系和电传动系。
因机械传动系效率高、结构简单、工作可靠、成本低， 所以被绝大多数汽车采用而液力机械传动系主要用于高级轿车并在军用战 斗车辆中被广泛应用，故此处将略去不述液压传动系是利用液体静压力传递 动力，因传动效率低，寿命较短未能推广电传动主要应用于装载质量大于 80 t 的重型矿用汽车目前广泛应用于普通双轴汽车上，并与活塞式内燃机配用的是机械传动系 故以下如无特别说明本指导书所指传动系统均为机械传动系传动系统是位于汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置，其功用：1）保证汽车在各种行驶条件下所必须得牵引力和车速，使它们之间能协 调变化并有足够的变化范围；2）是汽车具有良好的动力性和燃油经济性；3）保证汽车能倒车及左右驱动车轮能适应差速要求；4）是动力传递能根据需要而顺利结合与分离普通汽车的传动系统如图 1 所示主要由：离合器、变速器、万向传动装 置、主减速器、差速器等组成图 1 普通汽车传动系示意图1-离合器、2-变速器、3-万向传动装置、4-主减速器、5-差速器、6-半轴、7-驱动桥 发动机传动系统设计结构框图如图 2 所示：4.传动系布置型式4.1前置前驱FF1）发动机、离合器变速箱及主减速器等连成一体，节省空间及减少整备 质量；2）不足转向特性及方向稳定性；低附着系数路面、爬坡时容易侧滑。
4.2 前置后驱 FR1） 发动机、离合器变速箱连成一体前置，驱动桥后置，整车轴荷分布合 理；2） 中性转向特性，前后布置方便；3） 整车整备质量大，但整车舒适性能好4.3 后置后驱 RR1）能有效增大车厢有效面积、降低地板高度；2）变速、供油操纵需远距离操纵；3）散热条件差4.4 中置后驱1）轴荷分布合理，车身设计不受底盘布置干扰；2）车内空间狭小，通过性参数不高；3）底板高度较高4.5 前置四驱1）较高附着系数利用率；2）发动机额外功率消耗，一般用于越野车总的说来，发动机及其传动布置型式一般受前后载荷左右，当前轴荷较大 时一般有不足转向趋势，这对转向系统有利，但对悬架要求较高，并可能影响 舒适性当后轴荷较大时，转向系统要求较高，以免过度转向趋势，中置对车 内布置底板设计要求较高，维修等都不方便一般轿车前置前驱较多，部分高档轿车前置后驱，客车一般后置后驱，部 分前置后驱，微型车前置前驱，也有部分采用中置发动机 5.传动系统零部件的载荷与计算工况在汽车行驶过程中，其零部件承受的载荷的大小和性质受许多因素的影响 如：车轮与路面间的相互作用；司机对操纵机构的操作力和操纵方式；发动机 的工作工况等等。
汽车传动系的零件和发动机的旋转部分、车轮以及整个汽车 的质量构成一个多质量振动系统，在这个系统中在特定条件下会产生共振而降 低传动系的寿命上述因素均使汽车零部件承受动载荷；而当汽车及其发动机 处于静止状态时，汽车零部件则承受静载荷5.1 汽车传动系的扭转振动汽车传动系中的扭转共振将加大传动系零件如轴、轴承、齿轮、壳体等的 载荷并引起附加的振动、提高车厢内的噪声水平在汽车使用车速的范围内要 想消除共振，可以采用选择汽车传动系的质量和扭转刚度的方法如果此法不 能实现则必须加装扭转减振器以减小扭振的振幅汽车传动系的前端与发动机相连，末端与驱动轮相接并通过弹性轮胎与汽 车的平移质量联系了起来，图3的上图所示的汽车传动系的真实系统，它是 一个多质量弹性扭转振动系统将此系统简化成图3的下图所示的汽车传动 系的当量系统，它也是汽车传动系无阻尼自由扭振的力学模型简图图3汽车传动系的真实系统和当量系统简图传动系扭转共振发生于发动机转矩主谐量的频率与传动系的固有频率一致的时候引起传动系扭转共振的发动机转速n (r/min)为：e30dn 二 je 兀kj式中：w 传动系固有频率，rad/s；jk ――发动机转矩主谐量的阶数。
j由于最低阶的主谐量是引起汽车传动系扭振和动载荷的最重要的激振转矩简谐分量，所以这里发动机转矩主谐量的阶数可取最低主阶数，最低主阶数由下式确定：2mk二——1nsm——发动机气缸数；n ――冲程数，四冲程的取4,二冲程的取2s由上面发动机转速公式亦可换算得到传动系发生扭转共振的车速v(km/h)a3.6ro rv 二 j-L.a i i kg 0 j式中：r 车轮滚动半径，m；ri ――变速器的传动比；gi ――主减速比0在传动系设计时，由上式决定的汽车共振车速应远离汽车常用的车速范围 传动系的扭转共振会使其零件的振幅、载荷和应力显著增大并产生强烈的 噪声，严重影响其使用寿命在共振状态下，传动系中甚至会出现负转矩，致 使相啮合的齿轮轮齿间产生强烈的撞击为消除或减缓传动系的扭振，降低其 共振载荷及噪声，在离合器中常设有扭转减振器利用扭转减振器的弹性元件 来降低离合器与变速器间的扭转刚度、降低传动系三节点振型的固有频率，以 便将较为严重的扭转车速移出常用车速范围5.2汽车传动系最大转矩的确定传动系的最大动载荷通常产生于汽车猛接离合器起步时和紧急制动时离 合器和制动系的结构和参数在很大程度上是由这些最大动载荷所决定的。
在汽车制动时不分离离合器的情况下来求传动系的最大动载荷，在这种工况下，传动系可简化为下图4所示的当量系统UH111111111]、 1-■■■' -1(厂\ Cp厂J1—1——\1 —图4为了确定制动时传动系的最大动载荷的当量系统汽车在紧急制动时又不分离离合器的情况下传动系的最大扭转载荷为:3T 二 0—[(J 32 — C )3 sin® t — (J 32 — C )3 sin® t]1 32 —32 1 2 d 1 1 1 1 d 2 221式中：Cd――当量扭转刚度，1/Cd = 1/C1 + 1/C2 +1/C3, C1,C2,C3参见图 2；申,申一一系统中J, Jp的弹性轴的扭转角;1 p 11,2(J + J )C + JC1 p d 1 p +2J J —1p:(J + J )C + JC[ 1 p d 1__p ]2 —I1 2JJ1 1 pC Cd pJ J1 p申 板簧的扭转刚度 p5.3传动系的静强度计算5.3.1按发动机最大转矩e max取发动机最大转矩作为传动系的第一种计算载荷：T 二 T i nj e max 工 T式中：T——传动系轴上的计算转矩，N.m；ji Y 传动系在所计算零件之前的总传动比；耳 传动系在所计算零件之前的传动效率。
若无确切数据则取T1）上式用于半轴之前的传动系零件半轴的计算转矩为：T 二 &T i 耳j e max 工 T式中：:――差速器的转矩分配系数，对于圆锥行星齿轮差速器，可取g =0.6这种计算载荷常用于传动系零件的静强度校核计算和同类车型传动系零件的静强度比较计算按这种工况计算时，安全系数通常取n=2.0~3.05.3.2按驱动车轮与路面的最大附着力矩max取驱动车轮与路面的最大附着力矩T作为传动系的第二种计算载荷：甲maxT G申rT 二 ®max — 2 max rj i耳 i耳工T 工T式中：G 驱动桥给水平路面的最大负荷，N；2申 轮胎与路面的最大附着系数，取申=0.8；max maxr 轮胎的滚动半径，m；ri ――传动系在所计算零件之前的总传动比；耳 传动系在所计算零件之前的传动效率若无确切数据则取T1）计算半轴时应引进差速器的转矩分配系数g ,即半轴的计算转矩为：t ‘G 申 rT — G.—2_max rj i耳工T按这种工况计算时，安全系数通常取n=2.0~3.0这种计算载荷适用于具 有大的比功率值、且其最低档的计算牵引力要大于驱动车轮的附着力的汽车 5.3.3按最大动载荷取汽车行驶工况转变时产生的最大动载荷作为传动系的第三种计算载荷。
这时计算转矩为：T — k T i nj d e max 工 T式中kd――动载荷系数，为在变速器的第一轴上可能产生的最大转矩与 发动机最大转矩之比，最好通过对样车的试验求得一般对于轿车取k =1.5〜d2.0；对货车取2.0〜2.5；越野汽车取2.5〜3.0安全系数可取n =1.25〜1.5 6.发动机及变速器选型及匹配计算发动机及变速器选型及匹配计算流程图，如图 5 所示：是否符合要求设1|车型动力性讣算I图 5发动机及变速器选型及匹配计算流程图确企目标车型件能参数发动机参数的确定发动机选塑燃油经济性计灯计算参数的修世样车动力性计算6.1 发动机选型发动机的选择应根据项目要求合理选用，其中最重要的是根据整车动力性 要求和经济性要求来进行合理匹配与选择发动机主要参数体现下几个方面：1）比功率参考同类样车的比功率统计值来选择设计对象的比功率值，然后估算所需 的最大功率值2）最大功率根据最高车速计算出发动机的最大功率最高车速为V公里/小时，有:P 二耳(magf^V + CDA V 3 )max r 3600 a max 76140 amax3）最大转矩及相应转速发动机的最大转矩及其相应转速对汽车的动力因数、加速性能及爬坡性能 等动力性能都有直接的影响。
转矩适应系数标志着汽车行使阻力增加时发动机 沿着外特性曲线自动增加转矩的能力因此，转矩适应系数大则换档次数可减 少，油耗可降低；而转矩适应系数小则汽车的高速动力性就好当发动机的最大功率 p 及相应转速 n 确定后，可按下式求发动机的最大ep转矩：PT 二7019a - en pa :转矩适应系数，T /Tep发动机最大转矩的相应转速的选择原则是使它与n保持适当关系，因为它p过于接近n会使直接档最低。