变速箱速比的合理确定
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第1期 汽 齿 科 技 2008年变速箱速比的合理确定杨 立摘要:本文阐述了某汽车DCT六档变速器在与整车匹配中选择合理的传动比,使发动机与变速箱动力衔接顺畅,换档快速,体现出整车动力高效率、操纵性强的优点。
关键词:发动机特性、最高档位、最低档位、速比优化汽车变速箱承担着传递引擎输出动力的重要功能。
发展至今,为了提高整车动力性,增强操作性,手动六档变速器已是趋势所在,多档位、紧密的齿比变化有着动力衔接顺畅、换档快速的优点。
合理制定传动速比是变速箱内部结构设计的关键。
1 设计要求某一整车目标数据如表1所示。
发动机特征曲线图如图1所示。
图1发动机特征曲线图表1特性参数车身4/5-door空载1525KG满载1940kg拖车1200kgCdA 0.7第1期 杨立:变速箱速比的合理确定37滚阻系数Cr 0.015迎风面积 (m2) 2.33轮胎尺寸 Min 215/55 R16轮胎尺寸Max 215/50 R17车辆长度(mm) 4619轴距 (mm) 2705车辆宽度(mm) 18262 最高档位六档速比确定2.1牵引力设发动机引擎动力通过变速箱94%效率输出在轮胎上,那么汽车的发动机牵引力F与车速V、功率P的关系为:F=P max*94%/V=117680*94%/V根据不同的车速,可得到发动机理想牵引力(见表2)及曲线(见图2)。
表2车速(m/s) 牵引力(N)10 11061.920 553130 3687.340 2765.550 2212.460 1843.770 1580.3图 2 发动机理想牵引力曲线汽 齿 科 技 2008年38 这是汽车发动机的理想最大牵引力曲线。
但是要确定汽车的动力性,必须要了解汽车行驶的实际情况,掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力。
根据这些力的平衡关系建立汽车的行驶方程式。
2.2 汽车的阻力(在水平道路上)汽车的行驶阻力∑F 有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速度阻力,其中滚动阻力、空气阻力是在任何行驶条件下均存在的,坡度阻力、加速度阻力仅在一定行驶条件下存在。
第三章变速箱主要参数的选择根据变速箱运用的实际场合,结合同类变速箱的设计数据和经验,来进行本设计的主要参数的选择,包括:挡数、传动比范围、中心距、外形尺寸、齿轮参数等。
挡数变速箱的挡数可在3~20个挡位范围内变化。
通常变速箱的挡数在6挡以下,当挡数超过六挡以后,可在6挡以下的主变速箱基础上,再配置副变速箱,通过两者的组合获得多挡位变速箱。
传动系的挡位增多后,增加了选用合适挡位使发动机处于工作状况的机会,有利于提高燃油经济性。
因此,轿车手动变速箱已基本采用5挡,也有6挡的。
近年来,为了降低油耗,变速箱的挡位也有增加的趋势。
发动机排量大的乘用车多用5个挡。
【本设计采用5个挡位】传动比范围变速箱传动比的范围是指变速箱最低挡传动比与最高挡传动比的比值。
高挡通常是直接挡,传动比为;有的变速箱最高挡是超速挡,传动比为~。
影响最低挡传动比选取的因素有:发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到最低稳定性是车速等。
目前乘用车的传动比范围在~之间,总质量轻些的商用车在~之间,其他商用车则更大。
本设计根据已给条件,最高挡挡选用超速挡,传动比为i1=,i2=,i3=,i4=,i5=,iR=(倒挡)所给相邻挡位间的传动比比值在以下,利于换挡。
A K 中心距A对中间轴式变速箱,变速箱中心距是指中间轴与第二轴轴线之间的距离。
它是一个基本参数,其大小不仅对变速箱的外形尺寸、体积和质量大小有影响,而且对齿轮的接触有轻度有影响。
中心距越小,齿轮的接触应力越大,齿轮寿命越短;变速箱的中心距取的越小,会使变速箱长度增加,并因此而使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态破坏。
中间轴式变速箱中心距A (mm )的确定,可根据对已有变速箱的统计而得出的经验公式初定:(3-1)式中:KA ——中心距系数。
对轿车,K A =~;对货车,K A =~;对多挡主变速箱,K A =~11;I max T ——变速箱处于一挡时的输出扭矩(此处意为最大转矩)。
变速器传动比计算公式
变速器传动比是指传动轴之间的转速比。
它是比较两个轴上的转速的量度,其值可以用来表示一个变速器的变速比。
它可以通过计算出来,也可以从变速器的说明书上得到。
变速器传动比是由输入轴和输出轴之间的转速比来计算的。
它可以用来计算出变速器的性能参数,如功率、扭矩、变速比等。
变速器传动比的计算公式是:
传动比=输出轴转速/输入轴转速
例如,如果一个变速器的输入轴转速为1000 rpm,而输出轴转速为2000 rpm,那么它的传动比就是2。
变速器传动比是衡量变速器性能的重要参数,它的计算公式也是变速器设计和制作的重要依据。
它是变速器设计的基础,可以根据计算结果来调整变速器的参数,以达到最佳的性能。
综上所述,变速器传动比是变速器设计和制作的重要参数,它可以根据计算出来的传动比来调整变速器的参数,以达到最佳性能。
它的计算公式是:传动比=输出轴转速/输入轴转速。
汽车变速器参数优化选择流程和方法【摘要】本文阐述了某款机械式变速器在整车匹配中速比等参数优化选择的依据,首先介绍了速比优化方案开发流程,然后结合CAE分析详细介绍了动力性经济性平衡点选择、工况油耗和挡位油耗分布图、驱动力与行驶阻力分布图、挡位行驶性能评估图、加速性能评估图、坡度和高原起步性能评估图等方面的内容,使得整车性能目标达到较好的平衡点。
【关键词】汽车变速器;参数优化【Abstract】This paper describes the basis of selection of ratio optimization scheme. First introduced the development process of ratio optimization scheme,and then introduces the dynamic economic equilibrium point selection,fuel consumption and gear oil consumption distribution map,driving force and running resistance distribution graph,gear driving performance evaluationchart acceleration performance evaluation chart,slope and plateau starting performance evaluation chart and other aspects combined with CAE analysis,which makes the vehicle performance targets to achieve a better balance point.【Key words】Vehicle transmission;Parameter optimization0.前言在汽车产品开发过程中,一旦整车的重量、发动机、轴荷分配、轮胎、造型等参数确定后,传动系速比的选择对整车性能的影响是极其重要的。
变速箱选型与计算公式在汽车工程领域中,变速箱是一个非常重要的部件,它能够通过改变车辆的齿轮比来实现动力传递和车速调节。
不同类型的汽车需要不同类型的变速箱,因此变速箱的选型是非常重要的。
本文将探讨变速箱选型的相关知识,并介绍一些常用的计算公式。
1. 变速箱选型。
在选择适合汽车的变速箱时,需要考虑以下几个因素:1)车辆类型,不同类型的汽车需要不同类型的变速箱。
例如,手动变速箱适合运动型车辆,而自动变速箱适合城市驾驶。
2)发动机功率,发动机功率决定了变速箱的承载能力,因此需要根据车辆的发动机功率选择合适的变速箱。
3)车辆用途,不同用途的车辆对变速箱的要求也不同。
比如,越野车需要更耐用的变速箱,而家用轿车则需要更平顺的变速箱。
4)成本和可靠性,变速箱的成本和可靠性也是选择的考虑因素,需要根据实际情况进行权衡。
2. 变速箱计算公式。
在设计和选择变速箱时,需要用到一些计算公式来确定齿轮比、传动比等参数。
以下是一些常用的变速箱计算公式:1)齿轮比计算公式:齿轮比是变速箱中两个齿轮的齿数比值,可以通过以下公式计算:齿轮比 = 驱动轮齿数 / 从动轮齿数。
2)传动比计算公式:传动比是发动机输出轴与车轮之间的转速比,可以通过以下公式计算:传动比 = 发动机转速 / 车轮转速。
3)效率计算公式:变速箱的效率是指输入功率与输出功率之间的比值,可以通过以下公式计算:效率 = 输出功率 / 输入功率。
4)扭矩计算公式:变速箱的扭矩是指输入扭矩与输出扭矩之间的比值,可以通过以下公式计算:扭矩 = 输出扭矩 / 输入扭矩。
以上是一些常用的变速箱计算公式,通过这些公式可以帮助工程师们确定变速箱的参数,从而实现最佳的动力传递效果。
3. 变速箱选型实例。
以一辆家用轿车为例,假设其发动机功率为100马力,需要选择一款合适的自动变速箱。
首先需要根据发动机功率确定变速箱的承载能力,然后根据车辆用途和成本进行选择。
假设最终选择了一款承载能力为150马力的自动变速箱。
发动机变速箱的几个速比值,换挡时机选择,降档超车等必掌握的数据2012-7-27 23:46 阅读(409)赞(1)转载(21)分享(1)评论(3)复制地址举报更多上一篇| 下一篇:超车方式的要点注...许多刚学出来的驾驶员都在默默记住教练的换挡教导,1档到10km/h时~~换2档,到20km/h 时换3,到40km/h换4,到50km/h换5。
先不说这些做法对不对,是否千篇一律。
但在至于为什么上教练一般都不会讲。
我来说,教练教的这个换挡方式,适合于缓慢提速的过程——比如刚刚拥堵好的道路,前面一排车都开始加速的过程。
这种换挡时机的方式用到的概率其实不高,我一般大概只有30%左右会用到,我先不说这些这些换挡时机的选择了。
我觉得更应该让大家知道为什么选择某个时机换挡,以及为何在不同驾驶状况下换挡时机也是不同的。
这里先简单说几句,以后详述,大家要记住发动机的变速箱的速比,以下是针对目前一般的5档手动挡汽车的变速箱速比,是个大致数据1档2000rpm:15km/h2档2000rpm:30km/h3档2000rpm:40km/h4档2000rpm:60km/h5档2000rpm:70km/hrpm就是发动机转速——转/每分钟上面的数值说明的是不同档位在2000转时的汽车的速度。
我不是让大家记住2000和15 30 40 60 70这些数字,我是让大家记住他们的比值,比如1档2000:15,就是记住这样个数字比例20比15,或者说2比15,2比1.5,记住这样个比例,在任何档位发动机的转速和车速都是成比例的,比如1档2000转15km/h,1000转就是7.5km/h,4000转就是30km/h,这我相信大家应该容易理解,男人更容易理解,小姑娘和女同志不理解可以咨询下边上的男人。
每个档位都有不同的比例值,记住并熟知这些比例值要想乘法口诀一样熟记在心里,要做到能在看到车速值后能迅速脑子反应出某个档位的发动机转速值,比如在60km/h车速时,我想切3档,就可以迅速知道切到3档发动机会3000转,思考过程可以这样——熟知3档时是1比2,然后60km/h时脑子就迅速反应个数字是6,然后1比2就是3比6,发动机3就是3000转。
变速器各挡位的传动比应当符合近似等比数列的规律。
传动比是指发动机输出的扭矩与车轮转速之间的比值。
在汽车的变速器中,不同挡位的传动比是不同的,可以根据车辆的行驶需求来选择合适的挡位。
一般来说,变速器的挡位传动比应当符合近似等比数列的规律,这样可以实现平稳的加速和高效的燃油利用率。
在现代汽车的变速器中,通常会有五至六个挡位,每个挡位的传动比都是按照近似等比数列的规律设计的。
第一挡位的传动比相对较小,可以提供较高的扭矩输出,适用于起步和爬坡;而最后一个挡位的传动比相对较大,可以提供较高的速度,适用于高速公路行驶。
通过将传动比设计成近似等比数列的形式,可以使得车辆在不同速度范围内都能够实现平衡的动力输出和燃油经济性。
当车辆需要加速时,挡位逐渐升高,传动比逐渐增大,以提供更高的速度;而在需要爬坡或者行驶在低速道路上时,挡位降低,传动比减小,以提供更高的扭矩输出。
此外,近似等比数列的设计还可以减小挡位之间的跳跃感,使得换挡过程更加平稳。
当挡位之间的传动比变化过大时,换挡时车辆会出现明显的抖动感,而采用近似等比数列的设计可以减小传动比的跳跃幅度,使得换挡过程更加顺畅。
总之,变速器各挡位的传动比应当符合近似等比数列的规律,这样可以实现平稳的加速和高效的燃油利用率。
这种设计能够使得车辆在不同的行驶条件下都能够得到最佳的动力输出和经济性,同时还可以提升驾乘的舒适性。
因此,在汽车的变速器设计中,考虑传动比的合理分布是十分重要的。
发动机变速箱的几个速比值,换挡时机选择,降档超车等必掌握的数据许多刚学出来的驾驶员都在默默记住教练的换挡教导,1档到10km/h时~~换2档,到20km/h时换3,到40km/h 换4,到50km/h换5。
先不说这些做法对不对,是否千篇一律。
但在至于为什么上教练一般都不会讲。
我来说,教练教的这个换挡方式,适合于缓慢提速的过程——比如刚刚拥堵好的道路,前面一排车都开始加速的过程。
这种换挡时机的方式用到的概率其实不高,我一般大概只有30%左右会用到,我先不说这些这些换挡时机的选择了。
我觉得更应该让大家知道为什么选择某个时机换挡,以及为何在不同驾驶状况下换挡时机也是不同的。
这里先简单说几句,以后详述,大家要记住发动机的变速箱的速比,以下是针对目前一般的5档手动挡汽车的变速箱速比,是个大致数据1档 2000rpm:15km/h2档 2000rpm:30km/h3档 2000rpm:40km/h4档 2000rpm:60km/h5档 2000rpm:70km/hrpm就是发动机转速——转/每分钟上面的数值说明的是不同档位在2000转时的汽车的速度。
我不是让大家记住2000和15 30 40 60 70这些数字,我是让大家记住他们的比值,比如1档2000:15,就是记住这样个数字比例20比15,或者说2比15,2比1.5,记住这样个比例,在任何档位发动机的转速和车速都是成比例的,比如1档2000转15km/h,1000转就是7.5km/h,4000转就是30km/h,这我相信大家应该容易理解,男人更容易理解,小姑娘和女同志不理解可以咨询下边上的男人。
每个档位都有不同的比例值,记住并熟知这些比例值要想乘法口诀一样熟记在心里,要做到能在看到车速值后能迅速脑子反应出某个档位的发动机转速值,比如在60km/h车速时,我想切3档,就可以迅速知道切到3档发动机会3000转,思考过程可以这样——熟知3档时是1比2,然后60km/h时脑子就迅速反应个数字是6,然后1比2就是3比6,发动机3就是3000转。
第三节变速器主要参数的选择一、挡数增加变速器的挡数能够改善汽车的动力性和经济性。
挡数越多,变速器的结构越复杂,并且使轮廓尺寸和质量加大,同时操纵机构复杂,而且在使用时换挡频率也增高。
在最低挡传动比不变的条件下,增加变速器的挡数会使变速器相邻的低挡与高挡之间的传动比比值减小,使换挡工作容易进行。
要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下,该值越小换挡工作越容易进行。
要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小。
近年来为了降低油耗,变速器的挡数有增加的趋势。
目前,轿车一般用4~5个挡位的变速器,级别高的轿车变速器多用5个挡,货车变速器采用4~5个挡或多挡。
装载质量在2~3.5t的货车采用5挡变速器,装载质量在4~8t的货车采用6挡变速器。
多挡变速器多用于重型货车和越野汽车。
二、传动比范围变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。
传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件(如要求的汽车爬坡能力)等因素有关。
目前轿车的传动比范围在3~4之间,轻型货车在5~6之间,其它货车则更大。
三、中心距A对中间轴式变速器,是将中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A 。
它是一个基本参数,其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小,而且对拎齿的接触强度有影响。
中心距越小,轮齿的接触应力越大,齿轮寿命越短。
因此,最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。
变速器轴经轴承安装在壳体上,从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑,要求中心距取大些。
此外,受一挡小齿轮齿数不能过少的限制,要求中心距也要取大些。
初选中心距A 时,可根据下面的经验公式计算31max g e A i T K A η=式中,A 为变速器中心距(mm);A K 为中心距系数,轿车:A K =8.9~9.3,货车:A K =8.6~9.6,多挡变速器:A K =9.5~11.O ;max e T 为发动机最大转矩(N·m);1i 为变速器一挡传动比;g η为变速器传动效率,取96%。
第44卷第1期时代农机2017年1月V o l.44N o.1TIMES AGRICULTURAL M ACH INERY J a n.2017变速箱速比设计及优化丁光辉,张敏(安徽江淮汽车集团股份有限责任公司,安徽合肥230601)摘要:变速箱最基本的作用是满足整车的动力性、经济性和良好的换挡舒适性,其中变速箱速比的合理分配是变 速箱设计的关键,文章是从基于满足以上要求出发,对变速箱各档速比的设计理论进行分析,并结合AVL-Cruise软件 仿真计算,使得出的速比能够达到匹配整车性能的最佳状态。
关键词:速比;匹配;动力性;经济性;Cruise中图分类号:U463.212 文献标识码:A文章编号:2095-980X(2017)01-0049-03Design and Optimization of Transmission RatioDING Guang-hui,ZH ANG Min(Anhui Jianghuai Automobile Group Co.,Ltd.,Hefei,Anhui 230601,China)Abstract:The effect of transmission is the most basic meet the vehicle power,economy and good shifting comfort,and reasonable distribution of the transmission ratio is the key of the gearbox design.This paper begins with meeting the above requirements based on the analysis of the design theory of transmission ratios,and combing with simulation of AVL-Cruise software the calculation to make the final ratio reach the best state of the performance of the vehicle.Key words:speed ratio;matching;dynamic property;economy;Cruise随着能源的紧缺,燃油价格的不断上涨,人们对汽车燃油 经济性关注越来越高,同时驾驶舒适性也逐步成为顾客选择 购买何种汽车时的一项重要指标。
变速器参数选择档数增加变速器的档数能改善汽车的动⼒性和经济性。
档数越多,变速器的结构越复杂,并且是尺⼨轮廓和质量加⼤。
同时操纵机构复杂,⽽且在使⽤时换档频率也增⾼。
在最低档传动⽐不变的条件下,增加变速器的当属会是变速器相邻的低档与⾼档之间传动⽐⽐值减⼩,是换档⼯作容易进⾏。
要求相邻档位之间的传动⽐⽐值在1.8以下,该制约⼩换档⼯作越容易进⾏。
要求⾼档区相邻档位之间的传动⽐⽐值要⽐低档区相邻档位之间的传动⽐⽐值⼩。
近年来为了降低油耗,变速器的档数有增加的趋势。
⽬前轿车⼀般⽤4~~5个档位,级别⾼的轿车变速器多⽤5个档,货车变速器采⽤4~~5个档位或多档。
装载质量在2~3.5T的货车采⽤5档变速器,装载质量在4~8T的货车采⽤6档变速器。
多档变速器多⽤于重型货车和越野车。
⼀.转动⽐范围变速器的传动⽐范围是指变速器最低档传动⽐与最⾼档转动⽐的⽐值。
转动⽐范围的确定与选定的发动机参数,汽车的最⾼车速和使⽤条件等因素有关。
⽬前轿车的传动⽐范围在3~4之间,轻型货车在5~6之间,其他货车则更⼤。
⼆.中⼼距对中间轴式变速器,是将中间轴与第⼆轴之间的距离成为变速器中⼼距.其⼤⼩不仅对变速器的外形尺⼨,体积和质量⼤⼩,⽽且对轮齿的接触强度有影响。
中⼼距越⼩,齿轮的接触应⼒⼤,齿轮寿命短。
最⼩允许中⼼距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。
变速器轴经轴承安装在壳体上,从布置轴承的可能与⽅便和不影响壳体的强度考虑,要求中⼼距取⼤些。
此外受⼀档⼩齿轮齿数不能过少的限制,要求中⼼距也要⼤些。
轿车变速器的中⼼距在65~80mm变化范围,货车的变速器中⼼距在80~170mm范围内变化。
原则上总质量⼩的汽车中⼼距⼩。
三.外形尺⼨变速器的横向外形尺⼨,可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。
轿车四档变速器壳体的轴向尺⼨3.0~3.4A。
货车变速器壳体的轴向尺⼨与档数有关:四档2.2~2.7A五档2.7~3.0A六档3.2~3.5A四.轴的直径变速器⼯作时轴除传递转矩外,还承受来⾃齿轮作⽤的径向⼒,如果是斜齿轮还有轴向⼒。
第1期 汽 齿 科 技 2008年变速箱速比的合理确定杨 立摘要:本文阐述了某汽车DCT六档变速器在与整车匹配中选择合理的传动比,使发动机与变速箱动力衔接顺畅,换档快速,体现出整车动力高效率、操纵性强的优点。
关键词:发动机特性、最高档位、最低档位、速比优化汽车变速箱承担着传递引擎输出动力的重要功能。
发展至今,为了提高整车动力性,增强操作性,手动六档变速器已是趋势所在,多档位、紧密的齿比变化有着动力衔接顺畅、换档快速的优点。
合理制定传动速比是变速箱内部结构设计的关键。
1 设计要求某一整车目标数据如表1所示。
发动机特征曲线图如图1所示。
图1发动机特征曲线图表1特性参数车身4/5-door空载1525KG满载1940kg拖车1200kgCdA 0.7第1期 杨立:变速箱速比的合理确定37滚阻系数Cr 0.015迎风面积 (m2) 2.33轮胎尺寸 Min 215/55 R16轮胎尺寸Max 215/50 R17车辆长度(mm) 4619轴距 (mm) 2705车辆宽度(mm) 18262 最高档位六档速比确定2.1牵引力设发动机引擎动力通过变速箱94%效率输出在轮胎上,那么汽车的发动机牵引力F与车速V、功率P的关系为:F=P max*94%/V=117680*94%/V根据不同的车速,可得到发动机理想牵引力(见表2)及曲线(见图2)。
表2车速(m/s) 牵引力(N)10 11061.920 553130 3687.340 2765.550 2212.460 1843.770 1580.3图 2 发动机理想牵引力曲线汽 齿 科 技 2008年38 这是汽车发动机的理想最大牵引力曲线。
但是要确定汽车的动力性,必须要了解汽车行驶的实际情况,掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力。
根据这些力的平衡关系建立汽车的行驶方程式。
2.2 汽车的阻力(在水平道路上)汽车的行驶阻力∑F 有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速度阻力,其中滚动阻力、空气阻力是在任何行驶条件下均存在的,坡度阻力、加速度阻力仅在一定行驶条件下存在。
在水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力、加速度阻力。
计算公式:θρsin 5.02g M AV Cd MgCr F ++=∑式中,M 表示汽车重量,C r 表示滚阻系数,ρ表示空气密度,C d 表示空气阻力系数,A 表示迎风面积,θ表示路面坡度)。
当 汽车在水平道路上等速行驶时:∑+=27.0*23.1*5.0015.0*81.9*1940V F根据不同的速度V ,得出不同的阻力(见表3)及阻力曲线图(图3)。
表 3 车速(m/s) 阻力(N)10 328.520 457.730 672.940 974.350 1361.760 1835.370 2394.9图 3 水平阻力曲线图第1期 杨立:变速箱速比的合理确定 392.3 汽车的驱动力驱动力是由发动机的转矩经传动系统传至驱动轮上得到的。
作用于驱动轮上的转矩产生对地面的圆周力,而地面对驱动轮的反作用力就是驱动汽车的外力,成为驱动力F t :32145.0/%94**/i T R Ti F t ==η式中,T 表示发动机转矩,i 表示总速比, η表示传动系的机械效率,R 表示作用轮胎半径。
汽车车速i n i R n V /32145.0***2/***2ππ==当牵引力F =阻力∑F ,此时最高档六档达到理论最高车速V max ;当驱动力F t =牵引力F =阻力∑F ,汽车的动力性达到最佳状态。
∑+===27.0*23.1*5.0015.0*81.9*1940/V F R Ti F t η27.0*23.1*5.0015.0*81.9*1940/%94*1000*68.117V V +=最高车速V max =60.10(m/s)=216.4(km/h)牵引力F =阻力∑F =驱动力F t = 1840.53(N)53.184032145.0/%94**/===i T R Ti F t η (N) (1)i n i R n V /32145.0***2/***2ππ===60.10 (m/s) (2)两方程式根据n 、T 发动机特征曲线,用逼近法,推算出6档速比i 6=3.227。
根据不同速度,得出最高档六档不同的驱动力,表4、图4为牵引力、阻力、驱动力的关系。
表 4车速(m/s) 牵引力(N) 驱动力(N)水平阻力(N) 2%坡度阻力(N)10.43 10604.4 1292.8 332.3 712.915.65 7069.6 1603.3 390.9 771.520.86 5302.2 1762.7 472.8 853.526.08 4241.8 1941.1 578.2 958.931.29 3534.8 1960.9 707.1 1087.736.51 3029.8 2032.6 859.31239.9 41.73 2651.1 2112.8 1035.0 1415.646.94 2356.5 2089.3 1234.1 1614.752.16 2120.9 2027.0 1456.6 1837.254.80 2018.7 1959.0 1578.1 1958.758.60 1887.7 1925.1 1763.8 2144.460.10(max) 1840.5 1840.1 1840.5 2221.262.59 1767.4 1673.1 1971.9 2352.540汽 齿 科 技 2008年图4牵引力、阻力、驱动力的关系图2.4评价标准(1) 从数据中可以看出,最高档位在2%坡道的最高车速为54.80 m/s,与水平道路的最高理论车速60.10 m/s的偏差为:(54.80-60.10)/60.10=-8.8%,与理论设计标准8%相当接近。
(2) 最高档位最低起步速度V1300=2*π* n*0.32145/ i= 2* π * 1300 /60*0.32145/ 3.227=13.56(m/s)=48.8(km/h)与理论设计标准V1300=50(km/h)相当接近。
2.5结论根据牵引力F、阻力∑F、驱动力Ft三者关系,可定出最高档位的速比及最高车速。
3 一档速比确定一档是起步档,要确定速比,必须考虑到起动的可操纵速度、坡道起动、起步打滑。
3.1起动的可操纵速度V1000汽车在一档以平地较低速度起步时,当发动机转速稍高于怠速,取1000rpm时,假使操纵速度V1000 =8(km/h)(根据经验目标参数7.5-8.5 Km/h),=8 (km/h)=2*π* n*0.32145/ i= 2* π *1000 /60*0.32145/ iV1000得出一档速比i1 =15.148。
3.2坡道起动汽车在一档起步时,驱动力大,加速性能好,爬坡能力也强。
整车PDS要求一档爬坡能力为30%(满载状态)。
当一档速比i1 =15.148时,来验证爬坡角度:坡道阻力∑F=MgCr+Mg sinθ+0.5ρCdAV2=1940*9.81*0.015+ 1940*9.81 sinθ +0.5*1.23*0.7 V2当坡道取30%时,∑F=1940*9.81*0.015+ 1940*9.81 sin(actan0.3) +0.5*1.23*0.7 V2 根据不同的车速,可得出一档在坡道30%时的阻力曲线,它远远低于一档驱动力,验证了第1期 杨立:变速箱速比的合理确定 41一档速比i 1的爬坡能力为30%的可靠性。
3.3 起步打滑力汽车在一档驱动时,大的驱动力可能引起车轮在路面上急剧加速滑转而无法启动。
因此,轮胎与路面要有够大的附着力。
地面对轮胎切向反作用的极限值为附着力,当起动驱动力大于附着力F u 时,轮胎打滑。
该车为前轮驱动,打滑力F lim f ≤附着力F u =u *FG 前轮= u *L 1/L * M *g *cos θ式中,u 表示轮胎与地面的附着系数,L 1表示后轮与车重心距离,L 表示轴距,M 表示车重,θ表示坡道。
已知u =1,L 1=2.705*55%=1.488(m),M =1940(kg),L =2.705 (m)。
平地起步,F lim f =10287(N),θ=30°时,F lim f ==9056(N)。
表 5 一档速比=15.148 车速(km/h)车速 (m/s) 坡道阻力 (30%) 发动机转速(rpm) 发动机扭矩(Nm)牵引力 (N) 驱动力 (N) 6.4 1.78 5755.4 800 124 62223.5 5492.8 8.0 2.22 5756.2 1000 137 49778.8 6068.6 12.0 3.33 5758.8 1500 169.9 33185.8 7526.016.0 4.44 5762.5 2000 186.8 24889.4 8274.6 20.0 5.56 5767.3 2500 205.7 19911.5 9111.8 24.0 6.67 5773.2 3000 207.8 16592.9 9204.8 28.0 7.78 5780.1 3500 215.4 14222.5 9541.5 32.0 8.89 5788.0 4000 223.9 12444.7 9918.0 36.0 10.00 5797.1 4500 221.4 11061.99807.3 40.0 11.11 5807.2 5000 214.8 9955.89514.9 44.0 12.22 5818.3 5500 200.3 9050.78872.6 45.7 12.69 5823.3 5710 196.8 8717.88717.6 48.0 13.33 5830.6 6000 177.3 8296.5 7853.8 可验证汽车在一档起步时,V 1000 =8(km/h)时,驱动力=6068.6(N)<附着力,不打滑。
图 5汽 齿 科 技 2008年42 3.4 结论汽车在考虑到起动的可操纵速度、坡道起动、起步打滑力后得出一档速比i 1 =15.148,具有可靠性。
4 其他档位速比确定根据经验,轿车速比一般选用偏置速比i 6=3.227, i 1=15.148, i s =15.148/ 3.227=4.694 基础速比)1/(1)2)(1(5.02)/(−−−=Z Z Z s i K ϕ取偏置速比2ϕ=1.08, 得出K =1.168,i 6=3.227, i 5= i 6*K =3.227 * 1.168=3.769,i 4= i 5 *K *2ϕ =3.769 * 1.168 * 1.08=4.753,i 3= i 4 *K *2ϕ2=4.753 * 1.168 * 1.08 2 =6.475i 2= i 3 *K *2ϕ3=6.475 * 1.168 * 1.083 =9.528结论:这是根据整车PDS 数据及发动机特性值,计算出六档变速箱理想速比分配。