汽车动力装置参数的选择

1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。2汽车动力装置参数的选择第一节发动机功率的选择返回目录3max3aDmaxaTe7614036001uACuGfP一、由uamax确定发动机功率当ua=uamax时，Fi=0，Fj=0；此时所需的发动机功率第一节发动机功率的选择4mPe1000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5max3aTDmaxaT14.766.3umηACuηfg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6第一节发动机功率的选择GB7258-2004（机动车安全运行技术条件）规定，三轮汽车、低速货车及拖拉机运输机组的比功率不应小于4.0kW/t，除无轨电车外的其它机动车的比功率不允许小于5.0kW/t。7第一节发动机功率的选择8第一节发动机功率的选择9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10轿车的车速高，最高车速变化范围大。比功率主要与uamax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11AudiA6轿车的比功率车型功率/（kW）整备质量/（kg）比功率/(kW/t)最高车速/(km/h)A61.892152560198A61.8T110152572206A62.4121156078214A62.8140156090226第一节发动机功率的选择12AudiA6轿车的比功率第一节发动机功率的选择13车型功率/（kW）整备质量/（kg）比功率/（kW/t）最高车速/（km/h）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）第三章汽车动力装置参数的选择第二节最小传动比的选择返回目录151.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it=i0igic三轴式变速器igmin=1itmin=i0itmin的确定→i0的确定ic—副变速器传动比思考汽车传动系由哪些传动部件组成？转动系总传动比it如何确定？16当uamax=up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up—发动机最大功率对应的车速uamax—汽车的最高车速172）后备功率第二节最小传动比的选择后备功率18i01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/up1，动力性差，燃油经济性好；uamax/up=1，动力性和燃油经济性都比较好;uamax/up1，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19uamax/up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uamax/up的取值在轿车所占的比例第二节最小传动比的选择202.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，发动机高速运转噪声大。第二节最小传动比的选择21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n/ua值，对于选择轿车最小传动比有参考价值。第三章汽车动力装置参数的选择第三节最大传动比的选择返回目录23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imax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FFXmax24maxifmaxtFFFmaxmaxT0g1maxtqsincosGGfriiTT0maxtqmaxmaxg1sincosiTrfGi当汽车低速爬坡时FW=0，Fj=0一、保证最大爬坡度imax第三节最大传动比的选择25已知参数：G＝26950N；f＝0.02；；r＝367.15mm；Ttqmax＝310Nm；i0＝3.70；越野传动比ic＝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26minaminmaxt377.0urni三、满足附着条件FFXmax)(21CC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三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。返回目录28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重变化大，路面条件复杂，itmax/itmin大，挡数较多。挡位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29qiiiig3g2g2g1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30（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310ga377.0iinru0g12a1377.0iirnu0g21a2377.0iirnug12g21ining2g112iinnua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32挡离合器挂入才能无冲击地接合挡，设时摘挡时，挡换IIIIIIIIII12'nnnng3g2'12iinng3g2g2g1iiii由于'1212nnnn'11nn同理，应有所以第四节传动系挡数与各挡传动比的选择33•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34图中2挡以上各挡传动比大体按等比级数分配，ig1/ig2＝1.85；ig2/ig3＝1.432；ig3/ig4＝1.346；ig4/ig5＝1.355；且n2=nmax第四节传动系挡数与各挡传动比的选择35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36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37gn1-gng3g2g2g1iiiiii由于高挡的利用率要远远大于低挡，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ii38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的传动比比值39g4g3g3g2g2g1iiiiii图中第四节传动系挡数与各挡传动比的选择40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41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42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三章汽车动力装置参数的选择返回目录44君威开发的实例一个公司不可能具备所有部件的开发能力，如何提出标准，带动集成供应商对零部件的同步开发能力，是一个国际潮流。一个公司的产品开发能力，其实包括了供应商的开发能力。参与君威开发的供应商多达30余家。君威的开发过程，严格意义上说就是供应商的资源整合过程（泛亚也是供应商），为了保证开发的成本和时间，上海通用采用了集成供应商的概念，比如内饰就完全委托给美国一家公司去做。君威的零部件分别来自中国、台湾、美国和墨西哥等不同地区的36家集成供应商。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数研究意义45这和CKD件国产化做法不同，那种做法是引进后，国内拷贝，由于批量小，造成国产零件比进口还贵。而上海通用的大采购概念，是和供应商一起独立设计开发CHINAUNIQE（中国独有）的零部件，既提高了主机厂的项目管理和资源整合能力，也培养了供应商的开发能力。2003年上海通用有20多家国内供应商进入了GM全球采购清单，其中七家签订了出口合同。研究意义CKD是英文CompletelyKnockedDown的缩写，意思是“完全拆散”。换句话说，CKD汽车就是进口或引进汽车时，汽车以完全拆散的状态进入，之后再把汽车的全部零、部件组装成整车。我国在引进国外汽车先进技术时，一开始往往采取CKD组装方式，将国外先进车型的所有零部件买进来，在同内汽车厂组装成整车。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数46有人认为君威只是小改款，而且那些内饰上的改进，连经销商都可以做。但从开发意义上说，君威是一个全新车型，发动机是欧宝的，变速器是SAAB的，焕然一新的不仅仅是外形和内饰，底盘系统也是全新的。可以说汽车设计阶段，动力装置参数的匹配直接关系到产品的性能，关系到产品的市场。第五节利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数研究意义Saab(萨博)成立于瑞典Troll