汽车动力装置参数的选定汽车理论西南大学冀杰解析.pptx

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1、会计学1汽车动力装置参数的选定汽车理论西南大汽车动力装置参数的选定汽车理论西南大学冀杰解析学冀杰解析第三章第三章汽车动力装置参数的选择汽车动力装置参数的选择 汽车动力装置参数是指汽车动力装置参数是指发动机的功率发动机的功率、传动系的传传动系的传动比动比。本章主要根据汽车对本章主要根据汽车对动力性动力性和和燃油经济性燃油经济性的要求，的要求，确定汽车动力装置参数。确定汽车动力装置参数。返回目录返回目录第1页/共57页一、由uamax确定发动机功率当当 时，时，；此时所需的发动机功率此时所需的发动机功率3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择发动机功率应发动机功率应大体等于大体等于，并不小于并不小

2、于最高车最高车速的行驶阻力功率之和速的行驶阻力功率之和第2页/共57页二、由比功率确定发动机功率比功率：比功率：单位汽车总质量单位汽车总质量具有的具有的发动机功率发动机功率，单位：，单位：kW/t。(总质量差距大，利用总质量差距大，利用统计数据粗略估计统计数据粗略估计)3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第3页/共57页1.货车的比功率分析 各类货车的各类货车的 f、T、CD、uamax 变化不大，用于克服变化不大，用于克服Ff的功率变化不大；的功率变化不大；各类货车各类货车 A 变化不大变化不大，但，但m 变化较大变化较大，A/m随质量随质量增大而减小；增大而减小；货车的比功率货车的比功

3、率随总质量增大而减小随总质量增大而减小，但大于单位质量，但大于单位质量应克服的滚动阻力功率应克服的滚动阻力功率。3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第4页/共57页3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择左图为东风、跃进货车比功率左图为东风、跃进货车比功率货车的比功率货车的比功率随总质量增大而减小随总质量增大而减小一般货车的比功率约为一般货车的比功率约为10kW/t23t的轻型货车的轻型货车的比功率很大的比功率很大第5页/共57页3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择大大/小小?为什么为什么第6页/共57页3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第7页/共57页货车可以根据货车可以根据总

4、质总质量量与与同类车辆同类车辆比功率比功率的的统计数据统计数据，初步选初步选择发动机功率择发动机功率。不少国家对车辆应不少国家对车辆应有的最小比功率作出有的最小比功率作出规定，以保证路上行规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低驶车辆的动力性不低于一定水平，于一定水平，防止某防止某些性能差的车辆阻碍些性能差的车辆阻碍车流。车流。3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第8页/共57页 轿车的轿车的车速高车速高，最高车速，最高车速变化变化范围大范围大(125400km/h)。比功率主要与比功率主要与 有关。有关。比功率还与比功率还与CDA/mT有关有关。2.轿车的比功率3.1 发动机功率的选择发动机

5、功率的选择右图解释见右图解释见P76页页第9页/共57页Audi A6 Audi A6 轿车的比功率轿车的比功率轿车的比功率轿车的比功率车型车型功率功率/kW整备质量整备质量/kg比功率比功率最高车速最高车速A6 1.892152560198A6 1.8T110152572206A6 2.4121156078214A6 2.81401560902263.1 发动机功率的选择利用图表中的数值点形成的区域，个可以根据设计轿车的利用图表中的数值点形成的区域，个可以根据设计轿车的总质量总质量、预期的最高车速预期的最高车速，大体确定发动机的功率。，大体确定发动机的功率。第10页/共57页Audi A6

6、Audi A6 轿车的比功率轿车的比功率轿车的比功率轿车的比功率3.1 发动机功率的选择第11页/共57页车型车型功率功率/kW整备质量整备质量/kg比功率比功率最高车速最高车速Audi A6 1.892152060198Bora 1.892135068202Audi A6 1.8T110152072206Bora 1.8T110135081221根据设计轿车的根据设计轿车的总质量总质量、预期的最高车速预期的最高车速，利用轿车，利用轿车比功比功率曲线率曲线可大体确定可大体确定发动机的功率发动机的功率。Audi A6与与Bora 比功率的比较比功率的比较（两车轴距相差（两车轴距相差337mm，质

7、量相差，质量相差170kg）3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第12页/共57页下一节第一节 发动机功率的选择本节内容结束3.1 发动机功率的选择发动机功率的选择第13页/共57页1.最小传动比与动力性和燃油经济性的关系三轴式直接档变速器三轴式直接档变速器 =1二轴式变速器和超速档三轴变二轴式变速器和超速档三轴变速器确定速器确定 的确定的确定 i0的确定的确定 副变速器副变速器传动比。传动比。思思考考汽车传动系由汽车传动系由哪些传动部件哪些传动部件组成？传组成？传动系动系总传动比总传动比 it 如何确定？如何确定？3.2 最小传动比的选择第14页/共57页当当 时，时，汽车的最高车速最高

8、。汽车的最高车速最高。1）最高车速(ig=1,不同i0)i03 i02 i01uamax1 uP3uamax2 uamax3 uamax1 发动机发动机最大功率对应的车速；最大功率对应的车速；汽车的汽车的最高车速最高车速。3.2 最小传动比的选择第15页/共57页2）后备功率后备功率后备功率3.2 最小传动比的选择第16页/共57页i01的的后备功率最小后备功率最小；i03的的后备功率最大后备功率最大；i01的的燃油经济性最好燃油经济性最好；i03的的燃油经济性最差燃油经济性最差。1，动力性，动力性好，燃油经济性差。好，燃油经济性差。2）后备功率3.2 最小传动比的选择第17页/共57页轿车所

9、占比例轿车所占比例0.50.730.70.917.50.91.10741.101.395.5不同不同 的取值在轿车中所占的比例的取值在轿车中所占的比例3.2 最小传动比的选择未来发展趋势？未来发展趋势？第18页/共57页2.最小传动比与驾驶性能 驾驶性能是指驾驶性能是指加速性加速性、动力装置动力装置的的转矩响应转矩响应、噪声噪声和振动和振动。大排量发动机提供大排量发动机提供较大较大、较快较快、较平稳较平稳的转矩响应。的转矩响应。前置前驱动前置前驱动传动系转矩响应较传动系转矩响应较前置后驱动好前置后驱动好。最小传动比过小最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，汽车在重负荷下工作，加速性不

10、好，出现噪声和振动。出现噪声和振动。最小传动比过大最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。噪声大。3.2 最小传动比的选择第19页/共57页 根据根据每千克车每千克车质量的发动机排量质量的发动机排量毫升值毫升值，查出允许，查出允许的最小的最小 值，对值，对于选择轿车最小传于选择轿车最小传动比有参考价值。动比有参考价值。3.2 最小传动比的选择第20页/共57页下一节下一节第二节 最小传动比的选择本节内容结束3.2 最小传动比的选择第21页/共57页第三节最大传动比的选择返回目录返回目录3.3 最大传动比的选择第22页/共57页 满足满足汽车的汽车的

11、最大爬坡度最大爬坡度max；传动系最大传动比传动系最大传动比 主要用于什么工况？主要用于什么工况？思考思考 满足汽车的满足汽车的最低稳定车速最低稳定车速uamin；满足汽车满足汽车加速时间的要求加速时间的要求；满足汽车的满足汽车的附着条件附着条件 。3.3 最大传动比的选择第23页/共57页当汽车当汽车低速爬坡低速爬坡时时(忽略空气阻力忽略空气阻力)FW=0，=0一、保证最大爬坡度3.3 最大传动比的选择货车货车30%，角度为，角度为16.7第24页/共57页 已知参数：已知参数：G 26950N；f 0.02；r 367.15mm；310 ；i03.70；副变速器传动比副变速器传动比 2.6

12、4；T0.90 以奔驰以奔驰ML320越野汽车为例，计算满足最大爬越野汽车为例，计算满足最大爬坡度要求前提下的传动系最大传动比。坡度要求前提下的传动系最大传动比。求得求得 ig12.6193.3 最大传动比的选择第25页/共57页三、满足附着条件或或二、满足最低稳定车速uamin的要求3.3 最大传动比的选择为了能够在松为了能够在松软路面上行驶软路面上行驶轿车最大爬坡度应大于轿车最大爬坡度应大于30%，可根据加速能力，可根据加速能力进行换算，并根据同级进行换算，并根据同级别轿车进行选择别轿车进行选择第26页/共57页下一节下一节第三节 最大传动比的选择本节内容结束3.3 最大传动比的选择第27

13、页/共57页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本节将介绍汽车变速器各挡传动比的基本分各挡传动比的基本分配原则配原则；按；按等比级数分配传动比的优点等比级数分配传动比的优点等。等。返回目录返回目录3.4 传动系档数与各档传动比的选择第28页/共57页 比功率大比功率大 挡位数少（挡位数少（阻力靠后备功率克服阻力靠后备功率克服）。）。比功率小比功率小 挡位数多（挡位数多（阻力靠变换挡位克服阻力靠变换挡位克服）。）。重型货车和越野汽车使用重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路面条件复中，载质量变化大，路面条件复杂，杂，大，大，挡数较多挡数较多。档与档之间的传动比值档与档之间

14、的传动比值不应大于不应大于1.71.8，防止换挡困难。，防止换挡困难。挡位数多，对汽车动力性和燃油经济性都有利。挡位数多，对汽车动力性和燃油经济性都有利。动力性动力性：挡位数多，增加了发动机发挥：挡位数多，增加了发动机发挥最大功率最大功率附近高功率的机会附近高功率的机会，提高了汽车的，提高了汽车的加速加速和和爬坡能力爬坡能力。燃油经济性燃油经济性：挡位数多，：挡位数多，增加增加了发动机在了发动机在低燃油低燃油消耗率转速区工作的可能性消耗率转速区工作的可能性，降低了，降低了油耗油耗。3.4 传动系档数与各档传动比的选择第29页/共57页1.各挡传动比的分配最大最小传动比确定后，变速器各挡传动比基

15、本按最大最小传动比确定后，变速器各挡传动比基本按等比级数等比级数分配分配，即，即设设5挡变速器的挡变速器的ig5=1一、各挡传动比的确定3.4 传动系档数与各档传动比的选择第30页/共57页 1）发动机工作范围都相同发动机工作范围都相同，加速时便于操纵加速时便于操纵；2）各挡工作所）各挡工作所对应的发动机功率都较大对应的发动机功率都较大，有利于汽，有利于汽车动力性；车动力性；3）便于和）便于和副变速器结合副变速器结合，构成更多挡位的变速器。，构成更多挡位的变速器。以下将重点分析上述优点以下将重点分析上述优点2.等比级数分配传动比的优点3.4 传动系档数与各档传动比的选择第31页/共57页 与与

16、n的关系的关系挡挡n=n2时的车速为时的车速为挡挡n=n1时的车速为时的车速为3.4 传动系档数与各档传动比的选择第32页/共57页由于由于同理，应有同理，应有所以所以3.4 传动系档数与各档传动比的选择第33页/共57页发动机工况图发动机工况图变速器工况图变速器工况图国产奥迪国产奥迪A6 轿车的各项技术参轿车的各项技术参数数3.4 传动系档数与各档传动比的选择换挡过程中，发动机总在同一换挡过程中，发动机总在同一转速范围内转速范围内n1n2内工作内工作，起步，起步加速工作比较方便；加速工作比较方便；充分利用发动机提供的功率充分利用发动机提供的功率，提高车辆的动力性。提高车辆的动力性。第34页/

17、共57页ig1/ig21.85；ig2/ig31.432；ig3/ig41.346；ig4/ig51.355；且且 3.4 传动系档数与各档传动比的选择第35页/共57页各挡对应的各挡对应的发动机工作发动机工作转速范围转速范围都相同都相同，且，且都都在发动机最大功率附近在发动机最大功率附近。不同传动比分配方式的对比分析不同传动比分配方式的对比分析3.4 传动系档数与各档传动比的选择第36页/共57页不同传动比分配方式的对比分析不同传动比分配方式的对比分析 高挡高挡对应的对应的发动机转速范围大发动机转速范围大。高挡高挡对应的对应的发动机转速范围小发动机转速范围小。3.4 传动系档数与各档传动比的

18、选择第37页/共57页 由于由于高挡的利用率高挡的利用率远大于远大于低挡低挡，实际各挡传动比常按，实际各挡传动比常按下式分布下式分布CA7220 5挡变速器传动比挡变速器传动比奔驰奔驰E200 5挡变速器传动比挡变速器传动比3.4 传动系档数与各档传动比的选择第38页/共57页车型车型ig1/ig2ig2/ig3ig3/ig4ig4/ig5ig6/ig5奥迪奥迪3.01.7191.4291.3571.3681.395现代现代XG1.7701.4631.3921.159马自达马自达61.7881.5051.2861.278奥迪奥迪TT1.8201.571.3431.276一些常见车型传动比的比值

19、一些常见车型传动比的比值3.4 传动系档数与各档传动比的选择第39页/共57页3.4 传动系档数与各档传动比的选择第40页/共57页 可参考可参考此图确定轿此图确定轿车车最高挡最高挡传传动比动比3.4 传动系档数与各档传动比的选择第41页/共57页 可参考此图可参考此图确定变速器确定变速器中间中间各挡各挡传动比传动比3.4 传动系档数与各档传动比的选择第42页/共57页 一具有一具有5挡的主变速器，挡的主变速器，各挡间的公比为各挡间的公比为q 2，其其传动比序列为传动比序列为1、q 2、q 4、q 6、q 8。若结合一后置。若结合一后置两挡副变速器，两挡副变速器，其传动比为其传动比为1、q，便

20、可构成一具有，便可构成一具有10挡位的变速器，各挡间的公比为挡位的变速器，各挡间的公比为q，其传动比序列为，其传动比序列为1、q、q 2、q 3、q 4、q 5、q 6、q 7、q 8、q 9。这是这是按等比级数按等比级数分配传动比的分配传动比的优点优点之一。之一。便于便于主变速器主变速器与与副变速器副变速器的结合的结合3.4 传动系档数与各档传动比的选择第43页/共57页下一节下一节本节内容结束本节内容结束第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择3.4 传动系档数与各档传动比的选择第44页/共57页 本节主要研究本节主要研究不同功率的发动机不同功率的发动机与与不同的变速器不同的变速器、不同不同的

21、主减速器的主减速器相匹配时，对汽车相匹配时，对汽车动力性动力性和和燃油经济性燃油经济性的影响。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返回目录返回目录3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第45页/共57页C曲线曲线：燃油经济性：燃油经济性-加速加速时间曲线。时间曲线。前提：前提：和和 已经确定。已经确定。一、i0的确定 i0不同，将直接影响到汽不同，将直接影响到汽车的车的动力性动力性和和燃油经济性燃油经济性。C曲线上的各点是如何计算得到的？曲线上的各点是如何计算得到的？思考思考3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数P27,50第46页/共57页 用

22、用不同的不同的变速器变速器和不和不同的同的主减速器主减速器相匹配，分相匹配，分析对汽车析对汽车动力性动力性和和燃油经燃油经济性济性的影响。的影响。二、和i0的确定 前提：前提：发动机已经选定发动机已经选定。3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第47页/共57页3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数不同的五档客车不同的五档客车哪一种变速器的何哪一种变速器的何种变速比的情况下种变速比的情况下经济性和动力性最经济性和动力性最佳？佳？思考思考第48页/共57页3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数不同变速器的货车不同变速器的货车哪一种变速器的燃哪一种变速器的

23、燃油经济性最佳？油经济性最佳？在传动比为在传动比为5.897的的情况下，动力性和情况下，动力性和经济性如何？经济性如何？思考思考第49页/共57页 将不同的将不同的发动发动机机、不同的、不同的变速器变速器和不同的和不同的主减速器主减速器匹配在一起，综合匹配在一起，综合分析对汽车分析对汽车动力性动力性和和燃油经济性燃油经济性的影的影响。响。三、和i0的确定13.5s3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第50页/共57页三、和i0的确定 将不同的发动机、将不同的发动机、不同的变速器不同的变速器和不同和不同的的主减速器匹配主减速器匹配在一在一起，综合分析对汽车起，综合分析对汽车燃油经

24、济性燃油经济性的影响。的影响。3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第51页/共57页三、和i0的确定 将不同的发动机、将不同的发动机、不同的变速器不同的变速器和不同和不同的主减速器匹配在一的主减速器匹配在一起，综合分析对汽车起，综合分析对汽车燃油燃油经济性经济性的影响。的影响。3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第52页/共57页3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数动力装置参数实例动力装置参数实例一档克服一档克服30%坡度；坡度；四档在四档在55mile/h与与60mile/h克服克服3%的坡的坡度；度；驾驶性能要求的最小驾驶性能要求的最小传动比

25、。传动比。第53页/共57页下一章本章内容结束第五节 利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数第54页/共57页总结第一节：发动机功率的选择：发动机功率如何计算，和哪几个因素有关？发动机功率如何计算，和哪几个因素有关？比功率的概念？比功率的概念？货车比功率的分析及关键影响因素？货车比功率的分析及关键影响因素？轿车比功率的分析及关键影响因素？轿车比功率的分析及关键影响因素？第二节：最小传动比的计算：总传动比的计算方法？总传动比的计算方法？如何根据功率平衡图分析最小传动比？如何根据功率平衡图分析最小传动比？最小传动比对最高车速的影响？最小传动比

26、对最高车速的影响？最小传动比对发动机后备功率和燃油经济性的影响？最小传动比对发动机后备功率和燃油经济性的影响？最小传动比与驾驶性能的关系。最小传动比与驾驶性能的关系。第三节：最大传动比的选择：最大传动比的选择应该考虑哪几方面的要求？最大传动比的选择应该考虑哪几方面的要求？第55页/共57页第四节：传动系档数与各档传动比的选择：传动系档数对汽车动力性和经济性的影响？传动系档数对汽车动力性和经济性的影响？各档传动比的分配及等比技术分配传动比的优点？各档传动比的分配及等比技术分配传动比的优点？不同传动比的分配原则及如何选择？不同传动比的分配原则及如何选择？第五节：利用燃油经济性-加速时间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？变速器和主减速器传动比的确定？变速器和主减速器传动比的确定？发动机变速器和主减速器传动比的确定？发动机变速器和主减速器传动比的确定？总结第56页/共57页