汽车理论---第三章__汽车动力装置参数匹配

A/m项，m增加，A增加有限。因此， A/m随总质量的增加而减少。(2～3m2)
货车比功率随总质量增加而减小。通常， 重型货车比功率约7.35kW/t。
有的国家对汽车比功率有规定，以保证 汽车动力性不低于一定的水平，防止阻
碍正常交通流。
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吉林大学汽车理论第三章_汽车动力 装置参数匹配
适当地选择最小传动比，既能保证 汽车的动力性，也能有合适的燃油 经济性。
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3.3 最大传动比的确定
最大传动比是汽车为I档时传动系的总传动 比。因主减速器传动比是固定的，普通汽 车没有分动器和轮边减速器，只要确定I档 传动比即可。
在选择最小传动比时，也要考虑最高档 (直接档)有足够的动力性，即动力因数。
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最小传动比的选择，既要考虑汽车 的最高车速，也要考虑最高档的动 力因数，特别是对货车。
主减速器传动比过小，会造成汽车 运行时发动机负荷率过大，反而不 利于提高燃油经济性。
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•最小传动比与最高车速的关系 许洪国3200 装置参数匹配
结论
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•P=Peak Power 许洪国320051031
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•3.2 最小传动比的选 择
•最高挡行驶
•变速器传动比
•最小传动比 •主减速器传动比

当 ua uamax 时，Fi 0, Fj 0 ；
此时所需的发动机功率
Pe
1
T
Gf 3600
ua
max
CD A 76140
u3 a max
即，确定整车参数和预期的最高车速uamax后，可选 定发动机功率约等于（但不能小于）上述Pe计算值。
当最高车速达到uamax时，必然需要Pe；但发动机最大功率刚好为Pe的
动比较小时（如i01），最大
功率发挥不出来。
发动机最大功率比最高车速 对应的功率要大。 也就是说，如果发动机功率 刚好等于最高车速所要求的 功率，那么这个“最高车速” 是无法实现的。
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第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
当 ua uamax 时，Fi 0, Fj 0 ；
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第一节 发动机功率的选择
1.货车的比功率分析
➢各类货车的 f、ηT、CD、uamax 变化不大，用于克服Ff
的功率变化不大；
➢各类货车 A 有一定变化，但m 变化更大，A/m随质
量增大而减小；
➢也就是说，公式中第一项（克服滚动阻力）基本不 变，第二项（克服空气阻力）随总质量增加而下降；
➢因此，货车的比功率随总质量增大而减小。
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？
it i0igic ic —副变速器传动比。 三轴式变速器 igmin = 1
itmin i0 itmin的确定→ i0的确定
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第二节 最小传动比的选择
1）最高车速
uamax1< uP1 uamax2= uP2 uamax3> uP3 uamax2> uamax3> uamax1

• 三、发动机排量、变速器与主减速器传 发动机排量、 动比的确定
利用燃油经济性－ §3－5 利用燃油经济性－加速时间曲线 确定动力装置参数
§3－6 利用计算机进行优化
• • • • • • • 一）、基本模型： 1、等速行驶阻力：Ff0=a0+a1v+a2v2 2、曲线行驶阻力 3、滚动半径的变化 4、离合器扭矩模型 5、变速器效率模型 6、发动机模型
§3－2 最小传动比的选择
• 最小传动比为最高档传动比与i0的乘积。 • 下面讨论变速器最小传动比为1时的汽车 最小传动比即主减速器传动比i0的选择。 • 方法：利用不同i0时的汽车功率平衡图 • 1、最高车速uamax • 2、讨论汽车的后备功率
• 不同主减速器传动比 i01 、 i02 、 i03 ，且i01 ＜ i02＜ i03，所确定 的发动机的功率曲线 1、2、3。 • 讨论最高车速uamax。 即uamax1≠up1， uamax3≠up3，且uamax1 、 uamax3均小于uamax2。 • 再讨论汽车的后备功 率
利用燃油经济性－ §3－5 利用燃油经济性－加速 时间曲线确定动力装置参数
• 一、主减速器传动比的确定(0-96.6Km/h加速 主减速器传动比的确定(0-96.6Km/h加速 (0 时间) 时间)
利用燃油经济性－ §3－5 利用燃油经济性－加 速时间曲线确定动力装置参数
• • • 二、变速器 与主减速器 传动比的确定
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§3－4
传动系档数与各档传动比的选择
• 1、换档过程中，发动机总在同一转速范 围n1~ n2内工作。这样，驾驶员在起步加 速时操作就方便得多了 • 2、按等比级数分配传动比的主要目的还 在于充分利用发动机提供的功率，提高 汽车的动力性。

ig 3 ig 4

ig 4 ig 5
q
第四节
传动系挡数与各挡传动比的选择
一、各挡传动比的确定
1.各挡传动比的分配
变速器各挡传动比基本按等比级数分配，即
ig1 ig2 ig2 ig3 q
ig1 qig2
ig2 q 3
ig2 qig3
ig3 qig4
设5挡变速器的ig5=1
第三节 最大传动比的选择
一、保证最大爬坡度 imax
当汽车低速爬坡时 FW= 0， Fj = 0
Ft max Ff Fi max
Ttq max ig1i0 T r Gfcos max Gsin max
G fcos max sin max r ig1 Ttq max i0 T
满足汽车的最大爬坡度αmax； 满足汽车的最低稳定车速uamin ； 满足汽车的附着条件 FX max F 。
第三节 最大传动比的选择
变速器I挡 传动比ig1 最大传动比 主减速器 传动比i0
最大爬坡度
附着率
最低稳定速度
当i0已知时，确定传动系最大传动比就是确定变速 器I挡传动比ig1
第一节 发动机功率的选择
Audi A6 轿车的比功率
车型 A6 1.8 A6 1.8T A6 2.4 A6 2.8 功率 /kW 92 110 121 140 整备质量 /kg 1525 1525 1560 1560 比功率 /(kW t 1 ) 60 72 78 90 最高车速 /(km h 1 ) 198 206 214 226
轿车所占比例 3％ 17.5％ 74％ 5.5％
第二节 最小传动比的选择
2.最小传动比与驾驶性能

特点：传动比由大变小，原因：在低档位时 可充分利用发动机的最大扭矩特性，在高档位时 充分利用发动机提供的高功率。
实际分配各挡传动比时：
ig 1 ig 2

ig 2 ig 3

ign1 ign
还有更实际的考虑：汽车主要以较高挡位行 驶。以中型货车5挡变速器为例，1、2、3三个挡 的总利用率仅为10％～15％。使用较为频繁的是 较高档位。从经济性角度出发，较高挡位相邻两 挡间的传动比间隔小一些更合理。
阻力功率曲线与发动机功率曲线的交点有 三种情况：
（1）交点小于最大功率点
（2）与最大功率点相交
（3）大于最大功率点
第二节 最小传动比的选择
图中，传动比i1 大 于i2大于i3，由公式
nr ua 0.377 i0 ig
可知；
（1）最高车速：
i0 选择到汽车的最高车速相当于发动机最大 功率点时的车速时，最高车速最大。
对传动比的选择，要与整车的设计目标相吻 合。当以动力性为追求目标时，可选较大的 i0 。当以经济性为追求目标时，如果能选用 最佳经济性所对应的传动比是最理想的了， 尽管动力性有所损失。但实际上往往由于其 它因素，如动力性因素的考虑，也可能未必 能选到最经济的传动比，可能要在大传动比 和经济传动比上折衷。工程上总是这样，追 求的是折衷后的最佳。根据整车的目标确定 主传动比。 二、变速器与主减速器传动比的确定 在不改变发动机的条件下，可以利用C曲线 从几种变速器中选择合适的变速器和主减速 器速比
如果车辆按下图工况运行，加权平均功率的 计算如下式：
1 pi t T 等速时： P w(i ) Gfua C D Aua 3 pi cos 3600 76140 加速时： w(i ) Gfua C D Aua 3 mua du pi cos 3600 76140 3600 dt w(i ) : 权数。与运行工况及发动机、电机工作比例有关。

1）最高车速
uamax1< uP1
uamax2= uP2uaax3> uP3uamax2> uamax3> uamax1
当 uamax u P时，汽 车的最高车速最高。
u P —发动机最大功率对应的车速； uamax —汽车的最高车速。
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第二节 最小传动比的选择
2）后备功率
后备功率
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第二节 最小传动比的选择
前提：发动机已经选定。 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。
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。
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第三章 汽车动力装置参数的选择
第一节 发动机功率的选择
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第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
当 ua ua max 时， i 0, Fj 0 ； F
2）后备功率
i01的后备功率最小； i03的后备功率最大； i01的燃油经济性最好； i03的燃油经济性最差。

uamax / u P < 1，动力性
差，燃油经济性好；
uamax / u P =1，动力性和
燃油经济性都比较好；
uamax / u P >1，动力性
好，燃油经济性差。
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第二节 最小传动比的选择
以下将重点分析上述优点
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第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
ua与n的关系
nr ua 0.377 ig i0
Ⅰ挡n=n2时的车速为

当
时，汽车
的最高车速最高。
此时最小传动比i0比较适中。
—发动机最大功率对应的车速； —汽车的最高车速。
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第二节 最小传动比的选择
2）后备功率
i01的后备功率最小； i03的后备功率最大； i01的燃油经济性最好； i03的燃油经济性最差。
思考
汽车传动系由哪些传动部件组成？传 动系总传比 it 如何确定？
—副变速器传动比。 三轴式变速器 = 1
的确定→ i0的确定
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第二节 最小传动比的选择
1）最高车速
uamax1< uP1 uamax2= uP2 uamax3> uP3 uamax2> uamax3> uamax1
当
时，汽车的
最高车速最高。
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第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
当
时，
；
此时所需的发动机功率
即，确定整车参数和预期的最高车速uamax后，可选 定发动机功率约等于（但不能小于）上述Pe计算值。
当最高车速达到uamax时，必然需要Pe；但发动机最大功率刚好为Pe的 话，未必能在最高车速下发挥出来，就是说不一定能达到uamax。
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第三节 最大传动比的选择
思考 传动系最大传动比 主要用于什么工况？
➢满足汽车的最大爬坡度αmax； ➢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
。
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第三节 最大传动比的选择
一、保证最大爬坡度
当汽车低速爬坡时 FW= 0， = 0
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第三节 最大传动比的选择