1、武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第三章 汽车动力装置参数的选定 汽车动力装置参数汽车动力装置参数：指发动机的功率、传动指发动机的功率、传动系的传动比。它们对汽车的动力性与燃油经济性系的传动比。它们对汽车的动力性与燃油经济性有很大影响。有很大影响。基本内容基本内容：发动机功率的选择发动机功率的选择 最小传动比的选择最小传动比的选择 最大传动比的选择最大传动比的选择 变速器挡数与各挡传动比的选择变速器挡数与各挡传动比的选择 难点难点：利用燃油经济利用燃油经济性性加速时间曲线确定加速时间曲线确定动力装置参数动力装置参数武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室 发动机最
2、大功率和传动系传动比的确定，发动机最大功率和传动系传动比的确定，首先应考虑满足新设计汽车的动力性要求，如首先应考虑满足新设计汽车的动力性要求，如最高车速、最大爬坡度、加速能力等，同时还最高车速、最大爬坡度、加速能力等，同时还要兼顾汽车燃油经济性的要求和驾驶性的要求。要兼顾汽车燃油经济性的要求和驾驶性的要求。在确定发动机最大功率和传动系传动比之在确定发动机最大功率和传动系传动比之前，先要参照同类型汽车和有关资料初步确前，先要参照同类型汽车和有关资料初步确 定如下参数：定如下参数：(1)(1)汽车的质量；汽车的质量；(2)(2)迎风面积和空气阻力系数；迎风面积和空气阻力系数；(3)(3)轮胎的型号
3、和尺寸；轮胎的型号和尺寸；(4)(4)传动系的机械效率。传动系的机械效率。武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第一节第一节 发动机功率的选择发动机功率的选择 一、根据同类汽车的功率类推一、根据同类汽车的功率类推 利用比功率：利用比功率：或比质量：或比质量：)(tkWmPe)(kWtPme3maxmax7614036001aDaTeuACuGfP功率平衡方程：功率平衡方程：kW3maxmax14.766.31000aTDaTeumACufgmPtkW比功率：比功率：武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室1.1.货车货车 各种货车的各种货车的f f、T T、C CD
4、D大致相等，且总质量大致相等，且总质量相同的货车最高车速相差不大，比功率大致相同。相同的货车最高车速相差不大，比功率大致相同。可直接根据比功率与其总质量的关系来确定发动可直接根据比功率与其总质量的关系来确定发动机功率的大小。比功率与其总质量的关系可由统机功率的大小。比功率与其总质量的关系可由统计学规律得出。计学规律得出。2.2.客车客车 根据国家有关大客车标准（根据国家有关大客车标准（JT/T325-2004），规定了不同级别大客车的最高车速和比功），规定了不同级别大客车的最高车速和比功率的限值。率的限值。武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室3.3.轿车轿车 轿车行驶车速高轿车
5、行驶车速高,且不同轿车动力性能相差且不同轿车动力性能相差很大很大,其最高车速在其最高车速在125km/h-300km/h125km/h-300km/h之间。先利之间。先利用比功率与最高车速的关系，确定比功率；再由用比功率与最高车速的关系，确定比功率；再由轿车的总质量大体确定应有的发动机功率。轿车的总质量大体确定应有的发动机功率。武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室提示提示:教材中此图有误！教材中此图有误！武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室二、二、根据对汽车行驶性能的要求根据对汽车行驶性能的要求 1.1.根据最高车速根据最高车速 设计中常先从保证汽车预期的最高车
6、速来初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。加速能力与爬坡能力。选择的发动机功率应大体等于但不小于以最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：高车速行驶时行驶阻力功率之和，即：3maxmax7614036001aDaTeuACuGfP武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室 2.2.根据汽车爬坡能力的要求根据汽车爬坡能力的要求 要求汽车以车速要求汽车以车速u ua
7、a通过一定的坡度通过一定的坡度i i。)7614036003600(13aDaaTeuACuGiuGfP武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第二节第二节 最小传动比的选择最小传动比的选择 传动系的总传动比是传动系中各部件传动传动系的总传动比是传动系中各部件传动比的乘积，比的乘积，i it t=i=ig gi i0 0i ic c。一般为。一般为i it t=i=ig gi i0 0，当汽车，当汽车以直接挡行驶时，以直接挡行驶时，i it t=i=i0 0，实质上是选择，实质上是选择i i0 0讨论三种不同的讨论三种不同的i i0 0i i0101=4.0=4.0、i i0202
8、=4.62=4.62i i0303=5.14=5.14武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第二节第二节 最小传动比的选择最小传动比的选择 i i0101=4.0=4.0：2max2apuu1max1apuu3max3apuui i0202=4.62=4.62：i i0303=5.14=5.14：比较：比较：i i0101=4.0=4.0：后备功率小，动力性差；后备功率小，动力性差；但发动机负荷率高，经济性好。但发动机负荷率高，经济性好。武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第二节第二节 最小传动比的选择最小传动比的选择 比较：比较：i i0101=4.0=4.0：
9、后备功率小，动力性差；后备功率小，动力性差；但发动机负荷率高，经济性好。但发动机负荷率高，经济性好。后备功率大，动力性好；后备功率大，动力性好；但发动机负荷率低，经济性差。但发动机负荷率低，经济性差。i i0303=5.14=5.14：结论：结论：从经济性考虑，从经济性考虑，i i0 0取小些，使取小些，使 兼顾动力性。兼顾动力性。maxapuu稍大于稍大于武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室应有足够的最高档动力因数应有足够的最高档动力因数D D0max0max 最小传动比最小传动比i itmintmin即一般汽车的即一般汽车的i i0 0与与D D0max0max有如下关系有
10、如下关系 D D0max0max0.050.05比较合适比较合适 最小传动比还受到驾驶性能的限制最小传动比还受到驾驶性能的限制 驾驶性能是包括平稳性在内的加速性，指动力装置的驾驶性能是包括平稳性在内的加速性，指动力装置的转矩响应、噪声和振动。由驾驶员通过主观评价来确定。转矩响应、噪声和振动。由驾驶员通过主观评价来确定。GuACriTDatDTtq20maxmax015.21在选定最小传动比时，要考虑到以下因素在选定最小传动比时，要考虑到以下因素武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第三节第三节 最大传动比的选择最大传动比的选择 就普通汽车而言，传动系最大传动比就普通汽车而言，传动
11、系最大传动比i itmaxtmax是变速器头档传动比是变速器头档传动比i ig1g1与主减速器传动比与主减速器传动比i i0 0的的乘积。当乘积。当i i0 0已知时确定传动系最大传动比也就已知时确定传动系最大传动比也就是确定变速器是确定变速器I I档传动比。档传动比。确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度或最大爬坡度或I I档最大动力因数档最大动力因数D D1max1max，附着力，附着力以及汽车最低稳定车速。以及汽车最低稳定车速。武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第三节第三节 最大传动比的选择最大传动比的选择 1.1.最大爬
12、坡度最大爬坡度 一般货车的最大爬坡度约为一般货车的最大爬坡度约为30%30%，即，即16.716.7TtqiTraafG0maxmaxmax)sincos(i ig1g1maxmaxiftFFFmaxmax01maxsincosGGfriiTTgtq武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第三节第三节 最大传动比的选择最大传动比的选择 2.2.附着条件附着条件 3.3.汽车最低稳定车速汽车最低稳定车速C 需要校验在最大坡度及加速时是否满足附需要校验在最大坡度及加速时是否满足附着条件。着条件。minminmax377.0aturni6.05.0附着率附着率 取取武汉科技大学车辆工程教
13、研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择传动系的挡数传动系的挡数汽车的动力性汽车的动力性燃油经济性燃油经济性在高功率附近在高功率附近工作的机会工作的机会在低燃油消耗率在低燃油消耗率区间工作的机会区间工作的机会武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择传动系传动系挡数的多少挡数的多少挡与挡之间挡与挡之间传动比的比值传动比的比值=1.7 1.8挡位数超过五个，挡位数超过五个，结构复杂。结构复杂。加副变速器加副变速器武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程
14、教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择最小传动比最小传动比 itmin最大传动比最大传动比 itmax传动系的挡数传动系的挡数中间各挡的传动比中间各挡的传动比=1.7 1.8武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择25.1 36.1 46.1 69.154433221ggggggggiiiiiiii54433221/ggggggggiiiiiiii各挡各挡的传的传动比动比近似等比数列近似等比数列完全等比数列完全等比数列qiiiiiiiigggggggg54433221 武汉科
15、技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择换挡过程分析换挡过程分析I挡挡车速不变车速不变2挡挡0121377.0iirnuga0211377.0iirnuga1221nniigg3挡挡车速不变车速不变2挡挡0222377.0iirnuga0312377.0iirnuga1232nniigg武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择3212ggiinn2112ggiinn3221ggggiiii传动比按照传动比按照等比级数等比级数1212nnn
16、n11nn 武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择3221ggggiiii不同的传动比分配不同的传动比分配3221ggggiiii特点特点2132ggggiiiinuan1n2武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择3221ggggiiii不同的传动比分配不同的传动比分配3221ggggiiii特点特点2132ggggiiiinuan1n2武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选
17、择传动系挡数与各挡传动比的选择3221ggggiiii不同的传动比分配不同的传动比分配3221ggggiiii特点特点2132ggggiiiinuan1n2武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数与各挡传动比的选择1minmaxnttiiq传动比按照传动比按照等比级数等比级数=1.7 1.8传动系挡数传动系挡数武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第四节第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡
18、数与各挡传动比的选择3221ggggiiii实际情况实际情况主要是使用主要是使用较高挡位较高挡位I,II,III总的使用总的使用率率1015武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第五节第五节 利用燃油经济性加速时间利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数曲线确定动力装置参数初步的初步的参数选择参数选择燃油经济性燃油经济性原地起步加速时间原地起步加速时间确定动力确定动力装置参数装置参数循环工况油耗循环工况油耗动力性动力性武汉科技大学车辆工程教研室武汉科技大学车辆工程教研室第五节第五节 利用燃油经济性加速时间利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数曲线确定动力装置参数主减速器传动比的确定主减速器传动比的确定C曲线曲线Qs(L/100km)t(s)经济性经济性动力性动力性1.92.12.32.52.72.93.1分别选取不同的分别选取不同的i0值：值：1.9，2.1，2.3，2.5，2.7，2.9，3.1计算出：计算出：原地起步加速时间原地起步加速时间循环工况油耗循环工况油耗作出：作出：C曲线，优选出主减速曲线，优选出主减速器传动比器传动比同样可以优选变速器挡位数、发动机功率等同样可以优选变速器挡位数、发动机功率等
