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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。：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有很大影响。基本内容基本内容：发动机功率的选择最小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发动机功率的选择最小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难点难点：利用燃油经济性利用燃油经济性加速时间曲线确定动力装置参数加速时间曲线确定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大功率和传动
2、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。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定如下参数：(1)汽车的质量；(2)迎风面积和空气阻力系数；(3)轮胎的型号和尺寸；(4)传动系的机械效率。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。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定如下参数：(1)汽车的质量；(2)迎风面积和空
3、气阻力系数；(3)轮胎的型号和尺寸；(4)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发动机功率的选择第一节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：或比质量：利用比功率：或比质量：)(tkWmPe)(kWtPme+=3maxmax7614036001aDaTeuACuGfP功率平衡方程：功率平衡方程：kW3maxmax14.766.31000aTDaTeumACufgmP+=tkW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.货车1.货车各种货车的f、各种货车的f、T T、C、CD D大致相等，且
4、总质量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。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。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计学规律得出。2.客车2.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率的限值。），规定了不同级别大客车的最高车速和比功率的限值。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.轿车3.轿车轿车行驶车速高,且不同轿车动力性能相
5、差很大,其最高车速在125km/h-300km/h之间。先利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。轿车行驶车速高,且不同轿车动力性能相差很大,其最高车速在125km/h-300km/h之间。先利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。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、根据对汽车行驶性能的要求二、根据对汽车行驶性能的要求1.根据最高车速1.根据最高车速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
6、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高车速行驶时行驶阻力功率之和，即：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。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：+=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.根据汽车爬坡能力的要求2.根据汽车爬坡能力的要求要求汽车以车速u要求汽车以车速ua a通过一定的坡度i。
7、通过一定的坡度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 最小传动比的选择第二节 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比的乘积，i传动系的总传动比是传动系中各部件传动比的乘积，it t=i=ig gi i0 0i ic c。一般为i。一般为it t=i=ig gi i0 0，当汽车以直接挡行驶时，i，当汽车以直接挡行驶时，it t=i=i0 0，实质上是选择i，实质上是选择i0 0讨论三种不同的i讨论三种不同的i0 0i i0101=4.0、i=4.0、i0202=4.62i=4.62i0
8、303=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 最小传动比的选择第二节 最小传动比的选择i i0101=4.0：=4.0：2max2apuu=1max1apuu3max3apuui i0202=4.62：i=4.62：i0303=5.14：=5.14：比较：比较：i i0101=4.0：后备功率小，动力性差；但发动机负荷率高，经济性好。=4.0：后备功率小，动力性差；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 最小传动比的选择第二节 最小传动比的选择比较：比较：i i0101=4.0：=4.0：后备功率小，动力性
9、差；但发动机负荷率高，经济性好。后备功率大，动力性好；但发动机负荷率低，经济性差。后备功率小，动力性差；但发动机负荷率高，经济性好。后备功率大，动力性好；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，i从经济性考虑，i0 0取小些，使兼顾动力性。取小些，使兼顾动力性。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D应有足够的最高档动力因数D0max0max最小传动比i最小传动比itmintmin即一般汽车的i即一般汽车的i0 0与D与D0max0max有如下关系D有如下关系D0max0max
10、0.05比较合适0.05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，指动力装置的转矩响应、噪声和振动。由驾驶员通过主观评价来确定。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。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最大传动比的选择第三节最大传动比的选择就普通汽车而言，传动系最大传动比i就普通汽车而言，传动系最大传动比itmaxtmax是变
11、速器头档传动比i是变速器头档传动比ig1g1与主减速器传动比i与主减速器传动比i0 0的乘积。当i的乘积。当i0 0已知时确定传动系最大传动比也就是确定变速器I档传动比。确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：已知时确定传动系最大传动比也就是确定变速器I档传动比。确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度或I档最大动力因数D最大爬坡度或I档最大动力因数D1max1max，附着力以及汽车最低稳定车速。，附着力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最大传动比的选择第三节最大传动比的选择1.最大爬坡度1.最大爬坡度一般货车的最大爬坡度约为30%，即16.
12、7一般货车的最大爬坡度约为30%，即16.7TtqiTraafG0maxmaxmax)sincos(+i ig1g1maxmaxiftFFF+=maxmax01maxsincosGGfriiTTgtq+=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最大传动比的选择第三节最大传动比的选择2.附着条件3.汽车最低稳定车速2.附着条件3.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着条件。需要校验在最大坡度及加速时是否满足附着条件。minminmax377.0aturni=6.05.0=附着率取附着率取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传动系挡数与各挡
13、传动比的选择第四节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工作的机会在高功率附近工作的机会在低燃油消耗率区间工作的机会在低燃油消耗率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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择传动系挡数的多少传动系挡数的多少挡与挡之间传动比的比值挡与挡之间传动比的比值=1.7 1.8挡位数超过五个，结构复杂。加副变速器挡位数超过五个，结构复杂。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教研室第四节传动系挡数与各挡传动比的选择第四节传动系挡数
14、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各挡的传动比各挡的传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qiiiiiiiigggggggg=54433221 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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节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0121377.0iirnuga=0211377.0iirnuga=1221nniigg=3挡挡车速不变车速不变2挡挡0222377.0iirnuga=031237
15、7.0iirnuga=1232nniigg=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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择3212ggiinn=2112ggiinn=3221ggggiiii=传动比按照等比级数传动比按照等比级数1212nnnn=11nn=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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节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
16、四节传动系挡数与各挡传动比的选择第四节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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节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传动系挡数与各挡传动比的选择第四节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
17、车辆工程教研室第四节传动系挡数与各挡传动比的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择1minmax=nttiiq传动比按照等比级数传动比按照等比级数实际情况实际情况主要是使用较高挡位主要是使用较高挡位I,II,III总的使用率总的使用率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初步的参数选择初步的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装置参数确定动力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)经济性动力性经济性动力性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：原地起步加速时间循环工况油耗原地起步加速时间循环工况油耗作出：作出：C曲线，优选出主减速器传动比曲线，优选出主减速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