重卡動力系統(tǒng)匹配.ppt

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重卡動力系統(tǒng)匹配 目錄 動力系統(tǒng)匹配的目的動力系統(tǒng)匹配指標(biāo)體系影響整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的因素發(fā)動機(jī)的外特性對整車動力性的影響發(fā)動機(jī)的萬有特性對整車經(jīng)濟(jì)性的影響變速箱檔位數(shù)及速比對整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的影響后橋速比對整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的影響不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求動力系統(tǒng)匹配舉例總結(jié) 1 動力系統(tǒng)匹配的目的 1 使整車的動力性及燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳2 符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的要求 排放 油耗 噪音 3 滿足傳動系統(tǒng)的扭矩匹配 空間布置和重量要求 2 動力系統(tǒng)匹配指標(biāo)體系 1 動力性指標(biāo) 最高車速 加速時間a 直接檔加速時間b 起步連續(xù)換檔加速時間 最大爬坡度2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 等速百公里油耗 6或13工況油耗3 其它指標(biāo) 加速 換檔平順性 振動噪音 3 影響整車動力性 經(jīng)濟(jì)性及其它性能的因素 1 最高車速的衡量 2 影響最高車速的因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機(jī)外特性 變速箱的速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 3 加速時間的衡量 加速時間的衡量指標(biāo)為 直接檔加速時間 原地起步連續(xù)換檔加速時間 4 影響加速時間的因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機(jī)外特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量 駕駛員 5 最大爬坡度的衡量 6 最大爬坡度的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機(jī)外特性 變速箱頭檔速比 后橋主減速比 傳動系統(tǒng)的傳動效率 7 等速百公里油耗的衡量 8 等速百公里油耗的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機(jī)萬有特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 9 6或13工況油耗的衡量 對于由等速 等加速 怠速停車等行使工況組成的循環(huán) 其整個試驗(yàn)循環(huán)的百公里燃油消耗量Qs 單位為L 100km 10 6或13工況油耗的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機(jī)萬有特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 6或13工況 駕駛員 4 發(fā)動機(jī)的外特性對整車動力性的影響 1點(diǎn)越高 越平 越靠近低轉(zhuǎn)速區(qū) 爬坡性能越好2點(diǎn)越高 原地起步及連續(xù)換檔加速時間越好3 4值越大 發(fā)動機(jī)的扭距儲備越好 在行駛過程中換檔少 平均車速高 換檔舒適性好 5 發(fā)動機(jī)的萬有特性對整車經(jīng)濟(jì)性的影響 1區(qū) 最低燃油消耗區(qū) 的面積越大越好 1區(qū)的寬度 發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍 越寬越好 整車行駛時的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)越靠近1區(qū)中心越好注 1區(qū)為發(fā)動機(jī)最低燃油消耗區(qū) i0 后橋速比3 8 i0 后橋速比4 42 1 6 變速器檔位數(shù)對整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的影響 檔位數(shù)增加 可擴(kuò)大速比范圍 提高一擋速比 減小速比級差 檔位分布密集 提高爬坡度 提高換檔舒適性 發(fā)動機(jī)集中工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 提高燃油經(jīng)濟(jì)性 在爬坡度相同的基礎(chǔ)上減小后橋速比 提高最高車速 減少加速時間 變速器 16檔 速比 15 39 0 85 9檔 速比 10 26 0 74整車典型重卡總重49tons 輪胎滾動半徑 0 522m后橋16檔箱匹配3 8速比 總傳動比58 489檔箱匹配5 1速比 總傳動比 52 33發(fā)動機(jī)340馬力 歐3發(fā)動機(jī)輸出扭矩1700Nm 變速器檔位數(shù)對整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的影響 仿真試驗(yàn)參數(shù) 16檔變速箱匹配3 8速比后橋 總傳動比58 489檔變速器匹配5 1速比后橋 總傳動比52 33 020406080100120 驅(qū)動輪上的牽引力 kN 9檔箱 1檔 16檔箱1檔 16檔變速箱 9檔變速箱 2001751501007550 車速 km h 爬坡度 9檔變速箱11909A16檔變速箱16S1650 變速器檔位數(shù)對整車動力性的影響 變速器檔位數(shù)對加速時間的影響 9檔箱連續(xù)換檔加速時間 16檔箱連續(xù)換檔加速時間 此積分面積代表由速度u1到速度u2的加速時間 由于檔位密布 積分面積減小 實(shí)際操作中 由于駕駛員的因素?zé)o法保證理論分析的效果 但是對于AMT變速箱 可以按照理論的換檔點(diǎn)進(jìn)行換檔 從而減少加速時間 增加檔位數(shù) 減小速比級差 使發(fā)動機(jī)集中工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 提高燃油經(jīng)濟(jì)性 發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)工作范圍 變速器檔位數(shù)對整車經(jīng)濟(jì)性的影響 檔位數(shù)增加 發(fā)動機(jī)工作范圍將更加集中在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速周圍 40 30 60 50 Route8 2 各種路況下的總油耗量 不同路況下的燃油消耗對比 Route5 FIGECycle 高速公路 燃油消耗 l 100km 11909A9檔16S165016檔 變速器檔位數(shù)對百公里油耗的影響 同樣的發(fā)動機(jī) 分別匹配9檔變速箱和16檔變速箱 同為65km h車速在萬有特性特性曲線上的工作點(diǎn)如上圖所示 9檔變速箱16檔變速箱 在同樣車速下 發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率相同 220g kw h215g kw h 車速為65km h時 16檔變速箱切換為最高檔車速為70km h時 9檔變速箱切換為最高檔 不同車速下百公里油耗比較 50403020 燃油消耗量 l 100km 2030405060708090100110 1680 Gear 11909A9檔變速箱16S165016檔變速箱 檔位 7 后橋速比對整車動力性 經(jīng)濟(jì)性的影響 圖示后橋速比4 3點(diǎn)較好的兼顧動力性和經(jīng)濟(jì)性 圖示后橋速比小于4 3時 燃油經(jīng)濟(jì)性稍有改善 但動力性有明顯下降 圖示后橋速比大于4 3時 燃油經(jīng)濟(jì)性明顯下降 但動力性稍有改善 8 不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求 1 不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求 長距離運(yùn)輸 使用條件 平均行駛車速較高 換檔頻率低 用戶對起步加速性能和不換檔高速巡航性能比較關(guān)注 匹配要求 以經(jīng)濟(jì)性為主 兼顧動力性 要求發(fā)動機(jī)的扭距儲備系數(shù)大 且最大扭距點(diǎn)轉(zhuǎn)速較低 在現(xiàn)有后橋速比不夠小 變速箱檔位數(shù)不夠多 發(fā)動機(jī)馬力不夠大的情況下 發(fā)動機(jī)往往運(yùn)行在較高轉(zhuǎn)速區(qū) 此時希望發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)工作區(qū)位于較高轉(zhuǎn)速區(qū) 以改善經(jīng)濟(jì)性 礦山工地運(yùn)輸 使用條件 平均行駛車速低 頻繁換檔 起步 用戶對起步連續(xù)換加速性能力 爬坡能力比較關(guān)注 匹配要求 以動力性為主 兼顧經(jīng)濟(jì)性 要求發(fā)動機(jī)低速扭矩和扭矩儲備系數(shù)大 變速箱頭檔速比和后橋的主減速比大 由于礦山工地運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) 發(fā)動機(jī)在最大扭距區(qū)運(yùn)行時間較多 因此希望經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)處于最大扭距附近 以保證在常用車速情況下發(fā)動機(jī)出于經(jīng)濟(jì)工作區(qū) 中長距離運(yùn)輸及配送 使用條件 平均行駛車速介于長距離運(yùn)輸和礦山工地運(yùn)輸之間 兼顧經(jīng)濟(jì)性和動力性 匹配要求 發(fā)動機(jī)的性能可按長距離發(fā)動機(jī)的要求 通過適當(dāng)調(diào)整后橋主減速比和變速箱檔位數(shù)來平衡整車動力性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系 2 發(fā)動機(jī)狀態(tài) 由于變速箱和后橋的資源有限 在長距離高速運(yùn)輸?shù)能囆椭?希望最低燃油消耗區(qū)向高轉(zhuǎn)速區(qū)靠近 在低速重載礦山工地用車型中 希望最低燃油消耗區(qū)向低轉(zhuǎn)速區(qū)靠近 如上所述 會增加發(fā)動機(jī)品種 增加經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)和轉(zhuǎn)速表種類 降低通用性 國外均采用一種發(fā)動機(jī)形式 采用多檔變速箱 通過大范圍的速比變化 大馬力發(fā)動機(jī) 使發(fā)動機(jī)在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)適應(yīng)多種工況 長距高速 低速重載