第四章 汽车动力装置参数选择

第四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。第四章汽车动力装置参数的选择第一节发动机功率的选择max3aDmaxaTe7614036001uACuGfP一、由uamax确定发动机功率当时，；此时所需的发动机功率第一节发动机功率的选择aamaxuuij0,0FFmPe1000汽车比功率max3aTDmaxaT14.766.3umηACuηfg二、由比功率确定发动机功率比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t。第一节发动机功率的选择max3aTDmaxaT14.766.3umηACuηfg比功率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变化不大，但m变化较大，A/m随质量增大而减小；货车的比功率随总质量增大而减小。第一节发动机功率的选择第一节发动机功率的选择第一节发动机功率的选择第一节发动机功率的选择货车可以根据总质量与同类车辆比功率的统计数据，初步选择发动机功率。第一节发动机功率的选择轿车的车速高，最高车速变化范围大。比功率主要与有关。比功率还与CDA/mηT有关。max3aTDmaxaT14.766.3umηACuηfg比功率2.轿车的比功率第一节发动机功率的选择amaxuAudiA6轿车的比功率车型功率/kW整备质量/kg比功率最高车速A61.892152560198A61.8T110152572206A62.4121156078214A62.8140156090226第一节发动机功率的选择/()1kWt/()1kmhAudiA6轿车的比功率第一节发动机功率的选择车型功率/kW整备质量/kg比功率最高车速AudiA61.892152060198Bora1.892135068202AudiA61.8T110152072206Bora1.8T110135081221根据设计轿车的总质量、预期的最高车速，利用轿车比功率曲线可大体确定发动机的功率。第一节发动机功率的选择AudiA6与Bora比功率的比较（两车轴距相差337mm，质量相差170kg）/()1kWt/()1kmh第四章汽车动力装置参数的选择第二节最小传动比的选择1.最小传动比与动力性和燃油经济性的关系第二节最小传动比的选择三轴式变速器=1的确定→i0的确定—副变速器传动比。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？t0gciiiigminicitminitmin0ii当时，汽车的最高车速最高。1）最高车速uamax1uP1uamax2=uP2uamax3uP3uamax2uamax3uamax1第二节最小传动比的选择—发动机最大功率对应的车速；—汽车的最高车速。amaxPuuamaxuPu2）后备功率第二节最小传动比的选择后备功率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。1，动力性差，燃油经济性好；=1，动力性和燃油经济性都比较好；1，动力性好，燃油经济性差。第二节最小传动比的选择2）后备功率amaxP/uuamaxP/uuamaxP/uu轿车所占比例0.5～0.73％0.7～0.917.5％0.9～1.1074％1.10～1.395.5％不同的取值在轿车中所占的比例第二节最小传动比的选择amaxP/uuamaxP/uu2.最小传动比与驾驶性能驾驶性能是指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。大排量发动机提供较大、较快、较平稳的转矩响应。前置前驱动传动系转矩响应较前置后驱动好。最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。第二节最小传动比的选择第二节最小传动比的选择根据每千克车质量的发动机排量毫升值，查出允许的最小值，对于选择轿车最小传动比有参考价值。a/nu第四章汽车动力装置参数的选择第三节最大传动比的选择满足汽车的最大爬坡度αmax；第三节最大传动比的选择传动系最大传动比主要用于什么工况？思考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。maxXFFmaximaxifmaxtFFFmaxmaxT0g1maxtqsincosGGfriiTT0maxtqmaxmaxg1sincosiTrfGi当汽车低速爬坡时FW=0，=0一、保证最大爬坡度第三节最大传动比的选择maxijF已知参数：G＝26950N；f＝0.02；；r＝367.15mm；＝310；i0＝3.70；副变速器传动比＝2.64；ηT＝0.90以奔驰ML320越野汽车为例，计算满足最大爬坡度要求前提下的传动系最大传动比。T0maxtqmaxmaxg1sincosiTrfGi30求得ig1＝2.619第三节最大传动比的选择NmtqmaxTciminaminmaxt377.0urni三、满足附着条件maxXFF12()CC或二、满足最低稳定车速uamin的要求第三节最大传动比的选择第四章汽车动力装置参数的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择本节将介绍汽车变速器各挡传动比的基本分配原则；按等比级数分配传动比的优点等。比功率大→挡位数少（阻力靠后备功率克服）。比功率小→挡位数多（阻力靠变换挡位克服）。重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路面条件复杂，大，挡数较多。挡位数多，对汽车动力性和燃油经济性都有利。动力性：挡位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。燃油经济性：挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率转速区工作的可能性，降低了油耗。第四节传动系挡数与各挡传动比的选择tmaxtmin/iig1g2g2g3iiqii第四节传动系挡数与各挡传动比的选择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g2g1qiig3g2qiig4g3qiiqig42g3qi3g2qi4g1qi设5挡变速器的ig5=14g1iq4g1g4ii42g1g3ii43g1g2ii一、各挡传动比的确定1）发动机工作范围都相同，加速时便于操纵；2）各挡工作所对应的发动机功率都较大，有利于汽车动力性；3）便于和副变速器结合，构成更多挡位的变速器。以下将重点分析上述优点2.等比级数分配传动比的优点第四节传动系挡数与各挡传动比的选择0ga377.0iinru0g12a1377.0iirnu0g21a2377.0iirnug12g21ining2g112iinn与n的关系a1u第四节传动系挡数与各挡传动比的选择Ⅰ挡n=n2时的车速为Ⅱ挡n=n1时的车速为au挡离合器挂入才能无冲击地接合挡，设时摘挡时，挡换IIIIIIIIII12'nnnng221g3innig3g2g2g1iiii由于2211nnnn11nn同理，应有所以第四节传动系挡数与各挡传动比的选择•发动机工况图•变速器工况图国产奥迪A6轿车的各项技术参数第四节传动系挡数与各挡传动比的选择ig1/ig2＝1.85；ig2/ig3＝1.432；ig3/ig4＝1.346；ig4/ig5＝1.355；且第四节传动系挡数与各挡传动比的选择2maxnn各挡对应的发动机工作转速范围都相同，且都在发动机最大功率附近。不同传动比分配方式的对比分析第四节传动系挡数与各挡传动比的选择不同传动比分配方式的对比分析高挡对应的发动机转速范围大。高挡对应的发动机转速范围小。第四节传动系挡数与各挡传动比的选择gn1-gng3g2g2g1iiiiii由于高挡的利用率远大于低挡，实际各挡传动比常按下式分布CA72205挡变速器传动比69.1125.26.3g2g1ii46.11.4582.125g3g2ii36.11.0701.458g4g3ii1.250.8571.070g5g4ii第四节传动系挡数与各挡传动比的选择奔驰E2005挡变速器传动比63.12.423.95g2g1ii62.11.492.42g3g2ii49.11.001.49g4g3ii1.200.831.00g5g4ii车型ig1/ig2ig2/ig3ig3/ig4ig4/ig5ig6/ig5奥迪3.01.7191.4291.3571.3681.395现代XG1.7701.4631.3921.159马自达61.7881.5051.2861.278奥迪TT1.8201.571.3431.276一些常见车型传动比的比值g4g3g3g2g2g1iiiiii图中第四节传动系挡数与各挡传动比的选择可参考此图确定轿车最高挡传动比第四节传动系挡数与各挡传动比的选择可参考此图确定变速器中间各挡传动比第四节传动系挡数与各挡传动比的选择一具有5挡的主变速器，各挡间的公比为q2，其传动比序列为1、q2、q4、q6、q8。若结合一后置两挡副变速器，其传动比为1、q，便可构成一具有10挡位的变速器，各挡间的公比为q，其传动比序列为1、q、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9。这是按等比级数分配传动比的优点之一。便于主变速器与副变速器的结合第四节传动系挡数与各挡传动比的选择本节主要研究不同功率的发动机与不同的变速器、不同的主减速器相匹配时，对汽车动力性和燃油经济性的影响。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数第四章汽车动力装置参数的选择C曲线：燃油经济性加速时间曲线。前提：和已经确定。一、i0的确定i0不同，将直接影响到汽车的动力性和燃油经济性。C曲线上的各点是如何计算得到的？思考第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数gieP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。二、和i0的确定前提：发动机已经选定。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数gi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。前提：发动机已经选定。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数二、和i0的确定gi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。前提：发动机已经选定。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数二、和i0的确定gi第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车动力性和燃油经济性的影响。三、和i0的确定第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数13.5segPi、第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数三、和i0的确定egPi、将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车动力性和燃油经济性的影响。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数三、和i0的确定egPi、将不同的发动机、不同的变速器和不同的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车动力性和燃油经济性的影响。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数