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机械装备研发
Research & Development of Machinery and Equipment
汽车动力性匹配分析
刘国强，童一君
（江铃股份有限公司动力总成开发部，江西 南昌 330001）
摘 要：汽车的最大速度、最大爬坡度和加速性能是判断汽车动力性的重要指标，在开发汽车新产品时，必须对汽车的动力性进行计算和分析。文章介绍了汽车动力性分析方法及其相关应用，供参考。关键词：汽车动力；发动机；传动系数中图分类号：U469.72 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）08-0131-01
——————————————作者简介： 刘国强（1981—），男，江西南昌人，本科，研究方向：
内燃机。
汽车动力性是指汽车动力总成和传动系匹配后对其行驶阻力相适应的能力，即表示其速度性能、加速性能和爬坡性能。可用最高车速、最大爬坡度和百公里最短加速时间等指标来评价。汽车动力性是汽车重要的性能指标[1]。
1 发动机功率的选择
汽车的动力来自于发动机，只有正确选择动力系统和传动系统才能发挥汽车应有的功能和作用。所以在选择动力系统时要考虑是否有足够的功率或动力来克服汽车的行驶阻力，保证汽车的爬坡性能、速度性能以及加速性能[2]。
在汽车与动力系统进行动力匹配初期，首要条件是要保行驶时的行驶功率（阻力功率）之和。
（1）
在给定汽车车速的总质量以及有关结构参数后，便可以求出发动机功率。为便于比较，常把发动机最大功率与汽车总重力的比值P emax /W 称为汽车的比功率。
2 传动系参数的选择
2.1 小总传动比的选择
汽车大部分时间是以最高档（使用最频繁的档位）行驶的，即用最小传动比的档位行驶，因此最小传动比的选择非常重要。汽车最小总传动比是变速器传动比、主减速器传动比的最小乘积[3-4]。
如图1所示，外特性曲线1、2、3分别对应传动比i a 、i b 和i c ，且i a ＜i b ＜i c 。此时行驶阻力功率曲线与外特性功率曲线2最高点相交，可以看到曲线1在曲线2右边，曲线3在曲线2左边。若选择最小传动比i c ，汽车的后备功率较大动力性能有所加强，但由于发动机的负荷率较低而使经济性相应变差；若选择i a ，汽车的后备功率变小动力性能有所减弱。最终的选定视汽车对经济性能和动力性能的侧重而定。若从动力单方面考虑，应选i c ；若从经济性单方面考虑时，应选i a ；两者兼顾时应选择i b 。2.2 最大传动比的选择
汽车最大传动比是变速器为1档时和传动系统主减的传动比的乘积。主减只有一个传动比（不像变速器有多个传动比），一旦物理结构布置等确定后，主减的传动比就确定了，所以1档的传动比就显得至关重要，因为1
档决定着汽车的
图1 功率平衡图
爬坡能力，所以在确定最大传动比时需要考虑最大爬坡度。最大爬坡度一般不超过50%,通常在20%～40%，使之能够克服较大的陡坡阻力，根据公式计算出变速器1档的传动比。
在确定档位后，通常采用等比级数来进行各档传动比的分配，对于档位为n，中间档为m 的传动比：
（2）
采用这种方法可以使汽车发动机的特性更好地与汽车动力性能相匹配，当汽车需要大功率时，可以让发动机经常在大负荷或外特性运转，从而保证了汽车的能力储备，这个储备能力可以保证汽车较大的爬坡能力和较大加速能力，动力总成在换挡时可以更平顺，避免换挡卡滞及其他NVH 等问题。但在实际设计当中不能完全按照以上公式分配传动等比级数，因为会出现两个相邻的档位传动比相差不大，传动能力和效率相差无几，那其中一个档位就形同虚设，费时费力且为空间布置带来困难。因此应结合发动机工作情况进行多种方案的选择确定。
最大传动比确定后，最大功率与重力的比值较小时，可以采用多档位，两个相邻档位的传动比相差不大的设计；最大功率与重力的比值较大时，可以采用少档位，两个相邻的档位传动比可以相差较大的设计。参考文献：
[1]古毅.纯电动汽车动力性分析与匹配计算实例研究[J].汽车实用
技术,2017(10):146-148.[2]崔光春.越野汽车动力性、燃油经济性CAE 分析与传动比优化[D].
南昌:南昌大学,2013.[3]王杏芳,易辉成.基于MATLAB 的汽车动力性匹配计算的研究[J].
矿山机械,2013,41(5):36-39.[4]董金松.重型载货汽车动力传动系匹配研究[D].吉林:吉林大学,
2006.
（收稿日期：2019-4-15）
