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1、汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,1,第三章 汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定,預(yù)備知識(shí) 汽車傳動(dòng)系的功能、組成、構(gòu)造及工作原理。 汽車的動(dòng)力性 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性,中心思想 介紹發(fā)動(dòng)機(jī)功率、傳動(dòng)裝置參數(shù)的初步選擇，按燃油經(jīng)濟(jì)性加速時(shí)間曲線進(jìn)一步確定這些參數(shù)的方法。,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,2,第三章 汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定,3-1 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇 3-2 最小傳動(dòng)比的選擇 3-3 最大傳動(dòng)比的選擇 3-4 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇 3-5 利用燃油經(jīng)濟(jì)性加速時(shí)間曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù),汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,3,引 言,發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和傳動(dòng)系傳動(dòng)比的確定
2、，首先應(yīng)考慮滿足新設(shè)計(jì)汽車的動(dòng)力性要求，如最高車速、最大爬坡度、加速能力等，同時(shí)還要兼顧汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的要求和駕駛性的要求。 在確定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和傳動(dòng)系傳動(dòng)比之前，先要參照同類型汽車和有關(guān)資料初步確 定如下參數(shù)： (1) 汽車的質(zhì)量； (2) 迎風(fēng)面積和空氣阻力系數(shù)； (3) 輪胎的型號(hào)和尺寸； (4) 傳動(dòng)系的機(jī)械效率。,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,4,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,問 題： 1、為什么最高車速實(shí)質(zhì)上也能反映汽車的加速能力與爬坡能力？ 2、汽車設(shè)計(jì)工作中如何選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率？ 3、比功率？,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,5,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,一、依
3、據(jù)（原則）： 常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。從動(dòng)力性角度出發(fā) 討論： 1. 動(dòng)力性指標(biāo)：uamax、i、tj 2. uamax增Pe增Pe（Pf+Pw）/T增,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,6,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,二、常用的方法 1根據(jù)最高車速計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 所選發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)滿足上式的計(jì)算結(jié)果，但也不宜過大，否則會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,7,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,2. 用比功率確定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 比功率單位汽車總質(zhì)量具有的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 比功率 利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估
4、計(jì)汽車比功率。 做汽車比功率汽車總質(zhì)量圖，可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)功率。,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,8,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,9,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,圖32a、b、c表明： 1. 貨車的比功率是隨其總質(zhì)量的增大而逐步變??； 2. 一般貨車的比功率約為10kW/t。 3. 小于23t 的輕型貨車常是轎車或微型旅行車的變型車，動(dòng)力性能很好，比功率很大。 4. 重型貨車、汽車列車的最高速度低，比功率較小。,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,10,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,不少國家還對(duì)車輛應(yīng)有的最小比功率作出規(guī)定，以保證行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定水平
5、，防止某些性能差的車輛阻礙車流。 貨車可以根據(jù)同樣總質(zhì)量與同樣類型車輛的比功率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 我國有關(guān)大客車的標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了最高車速與功率的數(shù)值可以作為初步確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)。,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,11,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,12,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,圖3-2中標(biāo)出了一批當(dāng)代轎車的比功率值。利用這些數(shù)值點(diǎn)形成的區(qū)域，可以根據(jù)設(shè)計(jì)轎車的總質(zhì)量、預(yù)期的最高車速，大體確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,13,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,一般轎車的平均車速：,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,14,第一節(jié)結(jié)束！,汽車?yán)?/p>
6、論講義（第1版）,趙又群編著,15,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,一、imin的重要性 汽車多數(shù)時(shí)間是以最高檔行駛，即以最小傳動(dòng)比行駛。 二、傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 it=ig.i0.ic 普通汽車沒有分動(dòng)器或副變速器，若裝有三軸變速器且以直接擋作最高檔時(shí)，傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比就是主傳動(dòng)比i0； 如變速器的最高檔為超速擋，則最小傳動(dòng)比應(yīng)為變速器最高檔傳動(dòng)比與i0的乘積。二軸變速器沒有直接擋最小傳動(dòng)比為最高檔傳動(dòng)比與i0的乘積。,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,16,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,三、最小傳動(dòng)比選擇例題 例題：無ic，igmin1，則itmin，即主減速器傳動(dòng)比（i0）的選擇。 1
7、. 先分析uamax 由圖知,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,17,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,所以 而 且 所以，i0選擇到汽車的最高車速相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的車速時(shí)，最高車速是最大的。,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,18,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,2. 再分析 i0 4.62，后備功率好，但 Qs 差 不強(qiáng)調(diào) Qs ，則 i0 應(yīng)使 uamaxup 或 up 稍小于uamax； 強(qiáng)調(diào) Qs，則 i0 應(yīng)使 up 稍大于 uamax，出現(xiàn)減小 i0 的趨勢(shì)。,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,19,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,3. 最高檔行駛時(shí)汽車應(yīng)具有足夠
8、的動(dòng)力性，即應(yīng)有足夠的最高檔動(dòng)力因數(shù) D0max，亦即 4. 受駕駛性能的限制：即包括駕駛平穩(wěn)性在內(nèi)的加速性，如動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)向響應(yīng)、噪聲與振動(dòng)。 e.g. i0 過小加速性能不好，發(fā)動(dòng)機(jī)重負(fù)荷下工作出現(xiàn)噪聲與振動(dòng)； i0 過大燃料經(jīng)濟(jì)性差，發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大。,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,20,第二節(jié) 最小傳動(dòng)比的選擇,根據(jù)每千克(磅)車質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)排量毫升值，查出允許的最小n/ua值。這對(duì)選擇轎車最小傳動(dòng)比是有參考價(jià)值的。,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,21,第二節(jié)結(jié)束！,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,22,第三節(jié) 最大傳動(dòng)比的選擇,一、原則 最大爬坡度附著力
9、最低穩(wěn)定車速 二、例題 普通汽車：itmax=ig1.i0 ，其中 i0 已經(jīng)在上一節(jié)選好，即選擇 ig1？ 1. 最大爬坡度（忽略Fw） 或,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,23,第三節(jié) 最大傳動(dòng)比的選擇,即 由 即最大爬坡度確定 ig1。 2. 附著力 求出 ig1后，驗(yàn)算附著條件 3. 最低穩(wěn)定車速 滿足,,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,24,第三節(jié) 最大傳動(dòng)比的選擇,最大傳動(dòng)比確定后，還應(yīng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪的附著率，檢查附著條件是否滿足上坡或加速的要求。直到上述三項(xiàng)要求均滿足為止。 必要時(shí)，只能從汽車總體布置和結(jié)構(gòu)著手，改善汽車的附著能力。,,,,,
10、,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,25,第三節(jié)結(jié)束！,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,26,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,一、檔數(shù)選擇 （功能決定結(jié)構(gòu)） 不同類型的汽車具有不同的傳動(dòng)系擋位數(shù)。其原因在于它們的使用條件不向，對(duì)整車性能要求不同，汽車本身的功率不同。而傳動(dòng)系的擋位數(shù)與汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有著密切的關(guān)系。 就動(dòng)力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提高了汽車的加速與爬坡能力。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，擋位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了油耗。所以增加擋位數(shù)會(huì)改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1
11、版）,趙又群編著,27,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,二、汽車性能與傳動(dòng)系檔數(shù)的關(guān)系 擋數(shù)多少還影響到擋與擋之間的傳動(dòng)比比值。比值過大會(huì)造成換擋困難。一般認(rèn)為比值不宜大于1.7-1.8。因此，如最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比之比值越大，擋位數(shù)也應(yīng)越多。 轎車的行駛車速高，比功率大，最高檔的后備功率也大，即相對(duì)而言最高檔的驅(qū)動(dòng)力與 I 檔驅(qū)動(dòng)力間的范圍小，即 小。因此，過去美國裝備手動(dòng)變速器的轎車，常用操縱方便的 3 擋；而注重節(jié)油的國家，如歐洲各國，選用發(fā)動(dòng)機(jī)的排量較小，則用 4 擋。近年來，為了進(jìn)一步節(jié)油，裝用手動(dòng)變速器的轎車普通采用 5 擋，也有采用 6 擋的。,,,,,,汽車
12、理論講義（第1版）,趙又群編著,28,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,二、汽車性能與傳動(dòng)系檔數(shù)的關(guān)系 輕型和中型貨車比功率小，一般采用 5 擋變速器。重型貨車的比功率更小，使用條件也更復(fù)雜，如礦山用重型汽車，行駛道路變化很大。重型牽引車要拖帶掛車，有時(shí)要求有很大的驅(qū)功力。重型車輛發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間長，油耗量大，且本身自重很大，增加擋位數(shù)不會(huì)過多地增加汽車的制造成本，所以一般采用 6 擋至十幾個(gè)擋的變速器，以適應(yīng)復(fù)雜的使用條件，并具有足夠的動(dòng)力性與良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。越野汽車遇到的使用條件最復(fù)雜，還要經(jīng)常牽引火炮或掛車，所以 很大，其傳動(dòng)系的擋位數(shù)較貨車常多一倍。,,,,,,汽車?yán)碚撝v義
13、（第1版）,趙又群編著,29,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,三、各檔傳動(dòng)比的選擇 在變速器中，擋位數(shù)超過五個(gè)（指前進(jìn)擋）會(huì)使結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)也相應(yīng)復(fù)雜。為此，常在變速器后接上一個(gè) 2 擋或 3 擋位的副變速器。越野汽車因要求多軸驅(qū)動(dòng)，故采用分動(dòng)器。 在選定汽車的最小傳動(dòng)比 itmin、最大傳動(dòng)比 itmax及傳動(dòng)系的擋位數(shù)后，再確定中間各擋的傳動(dòng)比。,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,30,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,1. 原則： 汽車傳動(dòng)系各擋的傳動(dòng)比大體上是按等比級(jí)數(shù)分配的。實(shí)際上， 。 2. 中間各檔傳動(dòng)比的確定 CA7220:,,
14、,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,31,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,3.按等比級(jí)數(shù)分配的優(yōu)點(diǎn)： （1）換檔平順，操作方便。 I 擋升n2 II擋回n1 離合器無 沖擊結(jié)合 故,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,32,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,若在 II 擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到 n2 換 III 擋，則應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到 n1才能無沖擊地接合 離合器，同理應(yīng)有 由于各擋傳動(dòng)比是按等比級(jí)數(shù)分配的，即 故 即,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,33,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,由此可見，若每次發(fā)動(dòng)機(jī)都是提高到轉(zhuǎn)速 n2 換
15、擋，只要發(fā)動(dòng)機(jī)都降到同一低轉(zhuǎn)速 n1 ，離合器就能無沖擊地接臺(tái)。就是說，換擋過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一轉(zhuǎn)速范圍 n1n2 內(nèi)工作。這樣，駕駛員在起步加速時(shí)操作就方便得多了。 （2）充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率 ，提高動(dòng)力性。 能使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率處的大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而增加了汽車的后備功率提高了汽車的加速或上坡能力。,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,34,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,35,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,（3）便于和副變速器結(jié)合構(gòu)成更多檔位 。 一具有 5 擋位的主變速器，各擋間的公比為 q2，其傳動(dòng)比序列為 l、 q2
16、 、 q4、 q6 、 q8。若結(jié)合一后置兩擋副(減速)變速器，其傳動(dòng)比為1、q，便可構(gòu)成一具有 10 擋位的變速器，各擋間的公比為 q，其傳動(dòng)比序列為 l、q、 q2 、 q3 、 q4、 q5 、 q6 、 q7 、 q8 、 q9 。 作業(yè)：如何構(gòu)成一具有15擋位的變速器，列出其傳動(dòng)比序列，為何這樣構(gòu)造？,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,36,第四節(jié) 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,實(shí)際上，對(duì)于擋位較少（如 5 擋以下）的變速器，各擋傳動(dòng)比之間的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比級(jí)數(shù)來分配的。這主要是因?yàn)楦鲹趵寐什顒e很大的緣故。 汽車主要是用較高檔行駛。例如中
17、型貨車 5 擋變速器中的 l、2、3 三個(gè)擋位的總利用率僅為 1015，所以較高檔位相鄰兩擋間的傳動(dòng)比的間隔應(yīng)小些，特別是最高擋與次高擋之間更應(yīng)小些。,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,37,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,38,第四節(jié)結(jié)束！,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,39,第五節(jié) 利用燃油經(jīng)濟(jì)性。加速時(shí)間曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù),初步選擇參數(shù)之后，可擬定供選用參數(shù)數(shù)值的范圍1，近一步具體分析、計(jì)算不同參數(shù)匹配下汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性2，然后綜合考慮各方因素，最終確定動(dòng)力裝置的參數(shù)3。 通常以循環(huán)工況油耗Q(L/100km)代表燃油經(jīng)濟(jì)性，以原地起步
18、加速時(shí)間代表功力性，作出不同參數(shù)匹配下的燃油經(jīng)濟(jì)性一加速時(shí)間曲線，并根據(jù)此曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù)。,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,40,第五節(jié) 利用燃油經(jīng)濟(jì)性。加速時(shí)間曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù),一、主減速器傳動(dòng)比確定 圖3-8中的縱坐標(biāo)是0-96.6km/h（0-60mile/h）時(shí)的加速時(shí)間(s)，橫坐標(biāo)為EPA循環(huán)工況的燃油經(jīng)濟(jì)性(km/L或mile/gal)。計(jì)算出不同i0值時(shí)的加速時(shí)間與每升燃油行駛公里數(shù)后，即可作出圖示曲線（C曲線）。,,,,,,,,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,41,二、變速器與主減速器傳動(dòng)比的確定,,,,,,,,在發(fā)動(dòng)機(jī)一定的條件下可由 C
19、曲線從數(shù)種變速器中確定一種合適的變速器和個(gè)合適的主減速器傳動(dòng)比。 下圖為裝有不同變速器時(shí)的 C 曲線。圖 a 是三檔變速器與四檔變速器的曲線，變速器都有直接檔。由于四擋變速器的變速范圍廣，汽車動(dòng)力性比較高。圖 b 是四檔變速器與五檔變速器的曲線，五檔變速器檔位多，有超速檔，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性都比較高。因此，選用五檔變速器比較合適。圖 c 是裝用三種不同傳動(dòng)比的五檔變速器A、B、C時(shí)汽車的曲線，可以根據(jù)主要指標(biāo)來選用其中的一種變速器，并確定主傳動(dòng)比 i0。,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,42,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,43,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,44,三、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器與主減速器傳動(dòng)比的確定,,,,,,,,下面是一個(gè)不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)、不同變速器與不同主減速器傳動(dòng)比的功力裝置參數(shù)確定的實(shí)例。 若要求的加速時(shí)間為13.5s，則只能選用大或中排量發(fā)動(dòng)機(jī)。 因?yàn)橹信帕堪l(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性較好，所以應(yīng)當(dāng)選用中排量發(fā)動(dòng)機(jī)，然后利用中排量發(fā)動(dòng)機(jī)的C曲線確定最佳主減速器傳功比。,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,45,汽車?yán)碚撝v義（第1版）,趙又群編著,46,第五節(jié)結(jié)束！,
汽車動(dòng)力裝置參數(shù)選定.ppt
