第三章 汽车动力装置参数的选定

第三章 汽车动力装置参数的选定
汽车动力装置参数系指发动机的功率、传动系 的传动比。它们对汽车的动力性 燃油经济性 动力性与燃油经济性 动力性 有很大影响。在确定这些参数时，必须充分考 虑到满足这两个基本性能的要求，同时还要满 足驾驶性的要求。 本章将讨论发动机功率、传动装置参数的初步 选择及按燃油经济性—加速时间曲线进一步优 化确定这些参数的方法。
３、能够便于与副变速器结合构成更多挡位的变速器
三、实际传动比分配规律： 对于挡位较少（如５挡以下）的变速器， 低挡位的使用率低，所以较高挡位间隔小一 些，因此，实际上各挡传动比常按下面的关 系式分布：
第五节 利用燃油经济性-加速时间曲线确 定动力装置参数
利用上述方法初步选择参数后，进一步具体分 析、计算不同参数匹配下汽车的燃油经济性和 动力性，然后综合考虑各方面因素，最终确定 动力装置的参数。 通常以循环工况油耗Q(L/100Km)代表燃油经 济性，以原地起步加速时间代表动力性，做出 不同参数匹配下的燃油经济性-加速时间曲线， 据此确定动力装置参数。
三、发动机、变速器、主减速器传动比的确定
作业
1，解释概念：C曲线 2，简述初步选定发动机功率、最小传动比、最 大传动比、传动系挡数及各挡传动比的一般 方法或原则。 3，动力装置参数最终如何确定？ 4，采用等比级数来分配各挡传动比有什么好处？ 5，对于挡数较少（如5挡以下）的变速器，各 挡传动比一般如何分配？为什么？ 6，学会利用图3-12确定动力装置参数。
一、主减速器传动比的确定
在其他参数不变的情况下，可根据下图选定最佳主减速器传动比。 图中，燃油经济性-加速时间曲线，大体上成C形，所以称之为C曲线。
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，可利用C曲线从数种变速器中选择 一个合适的变速器和一个合适的主见速器传动比。

发动机转速降为n1
§4 传动系挡数与各挡传动比的选择
换上II挡 发动机转速降为n1 车速不变
rn1 ua2 = 0.377 = ua1 ig 2i0
rn2 ua1 = 0.377 ig1i0
n1 n2 = ig2 ig1
n2 ig1 = n1 ig 2
§4 传动系挡数与各挡传动比的选择
n1 II挡 发动机转速到n2 换挡开始
§2 最小传动比选择
明确：发动机特性 汽车结构参数：G、f、CD、A
原则：动力性 经济性 设定：
i0 1 < i02 < i0 3
注：存在一个传动比 i02 可使其 功率曲线的最大转速与阻力相交 于最大车速点。
§2 最小传动比选择
1. 先分析uamax 1 由图知 P max 2 = (Pf + P ) e w
§4 传动系挡数与各挡传动比的选择
三、各档传动比的选择
在变速器中，挡位数超过五个（指前进挡）会使 结构大为复杂，同时操纵机构也相应复杂。为此，常 在变速器后接上一个 2 挡或 3 挡位的副变速器。越野 汽车因要求多轴驱动，故采用分动器。
※在选定汽车的最小传动比 itmin、最大传动比 itmax
及传动系的挡位数后，再确定中间各挡的传动比。
§4 传动系挡数与各挡传动比的选择
二、汽车性能与传动系档数的关系
挡数多少还影响到挡与挡之间的传动比比值。比值过大会造 成换挡困难。一般认为比值不宜大于1.7-1.8 1.71.7 1.8。因此，如最大传 动比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。 轿车的行驶车速高，比功率大，最高档的后备功率也大，即 相对而言最高档的驱动力与 I 档驱动力间的范围小，即 it max it min 小。因此，过去美国装备手动变速器的轿车，常用操纵方便的 3 挡；而注重节油的国家，如欧洲各国，选用发动机的排量较 小，则用 4 挡。近年来，为了进一步节油，装用手动变速器的 轿车普通采用 5 挡，也有采用 6 挡的。

§3-1 发动机功率的选择
设计中常先从保证汽车预期的最高车速来初步选 择发动机应有的功率.最高车速虽然仅是动力性中的 一个指标,但它实质上也反映了汽车的加速能力与爬 坡能力. 若给出了期望的最高车速,选择的发动机功率应 大体等于,但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率 之和,即: Pe = C A 3 1 Gf ua max + D ua max ηT 3600 76140 (3-1)
2,在选定最小传动比时,要考虑到最高档行使时汽 车应有足够的动力性能,即应有足够的最高档动力因数 D0max. 最小传动比itmin即一般汽车的i0与D0max有如下关系
T tq max i 0η T D 0 max = r
CD A 2 u at 21 . 15 G
最小传动比还受到驾驶性能的限制.驾驶性能是包括 驾驶平稳性在内的加速性,系指动力装置的转矩响应,噪 声和振动.
§3-3 最大传动比的选择
确定最大传动比时,要考虑三方面的问题:最大 爬坡度或I档最大动力因数D1max,附着力以及汽车最低 稳定车速. 就普通汽车而言,传动系最大传动比itmax是变速器 头档传动比ig1与主减速器传动比i0-的乘积.当i0已知 时确定传动系最大传动比也就是确定变速器I档传动比.
G ( f cos a max + sin a max ) r Ttq max i 0η T 一般货车的最大爬坡度约为30%,即a≈16.7.
ig1≥
求出I档传动比后应按系数
=0.5~0.6
§3-4 传动系挡数与各挡传动比的选择
就动力性而言,档位数多,增加了发动机发挥最大 功率附近高功率的机会,提高了汽车的加速与爬坡能力. 就燃油经济性而言,档位数多,增加了发动机在低燃油 消耗率区工作的可能性,降低了 油耗.所以增加档位数 会改善汽车的动力性和燃油经济性. 挡数多少 还影响到挡 与挡之间的传动比比值. 比值过大会造成换挡困难. 一般认为比值不宜大于 1.7~~1.8.因此,如最大 传动比与最小传动比之比 值越大,挡位数也应越多.

不同的变速器时的燃油经济性
（3）A、B、C三种变速器根据 设计主要目标确定其一，再确定 其i0 （4）三条线的包络线为最佳燃 油经济性动力性曲线
a、变速器II和主减速器传动比为8.6时的匹配关系的燃油经济型 和动力性最佳。 b、以0－1km连续换档加速的末速度为动力性评价指标。装用 带超速档的或最高档为直接档的6档变速器，燃油经济性都比5 档变速器时有改善。
松软的路面
土壤容易 受冲击破坏
影响附着力
保证最低稳定车速Uamin
最大传动比itmax
it max 0.377
nmin r u a min
第三节 最大传动比的选择
最大传动比itmax
驱动轮的附着率
汽车的总体布置
汽车的结构
第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
汽车的动力性 传动系的挡数 燃油经济性
第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
变速器与主减速器传动比的确定
合适的变速器
C曲线 合适的主减速器
（1）当直接挡为最高档， 分别用3、4挡变速器时，4 挡动力性好（变速范围广）
Km/L或mile/gal
（2）5挡具有超速挡，经济 性↗，动力性↗
Km/L或mile/gal
第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
'
ua 2
ua 2 0.377
rn2 ig 2i0
n1 ig 3
'

n2 ig 2
n2 n1
'

ig 2 ig 3
第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
传动比按照 等比级数
ig1 ig 2

ig 2 ig 3