汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選擇.ppt
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第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇,第三章汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選汽車動(dòng)力裝置參數(shù):系指發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。(對(duì)汽車的動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性有很大影響。)確定動(dòng)力裝置參數(shù)時(shí)的要求:必須充分考慮到滿足動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性這兩個(gè)基本性能的要求。此外,還要注意滿足駕駛性的要求。,一、從保證汽車預(yù)期的最高車速來(lái)初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(最高車速雖然僅是動(dòng)力性中的一個(gè)指標(biāo),但它實(shí)質(zhì)上也反映了汽車的加速能力與爬坡能力。這是因?yàn)樽罡哕囁僭礁?,要求的發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大,汽車后備功率大,加速與爬坡能力必然較好)若給出了期望的最高車速,則:在給定之值后,便能求出應(yīng)有功率的數(shù)值。,(3-1),二、(在實(shí)際工作中)利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初步估計(jì)汽車比功率來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有功率。汽車比功率:是單位汽車總質(zhì)量具有的發(fā)動(dòng)機(jī)功率(kW/t).由式(3-1)求得汽車比功率為:,(3-2),各種貨車的及值大致相等且最高車速亦相差不多,但總質(zhì)量變化范圍很大。貨車最高車速為l00km/h左右。一輛中型貨車的比功率約為l0kW/t,其中用以克服滾動(dòng)阻力功率的,即式(3-2)第一項(xiàng),約占2/5。,顯然,對(duì)于各類貨車,式(3-2)第一項(xiàng)的數(shù)值大體一樣。式中第二項(xiàng)是克服空氣阻力功率的部分,它隨A/m而變化,貨車總質(zhì)量增大時(shí),迎風(fēng)面積增加有限,故第二項(xiàng)將隨著總質(zhì)量的增加而逐步減少。因此,不同貨車的比功率將隨其總質(zhì)量的增大而逐步減少,但大于單位質(zhì)量應(yīng)克服的滾動(dòng)阻力功率。,,圖3-1a是東風(fēng)及躍進(jìn)汽車公司生產(chǎn)的貨車的比功率與其總質(zhì)量的關(guān)系,圖中還給出了幾種國(guó)產(chǎn)微型貨車與金杯小貨車的比功率與總質(zhì)量的關(guān)系。圖3-1b是根據(jù)《1995-1996日本自動(dòng)車がイドづヶ》中的部分?jǐn)?shù)據(jù)繪制的貨車比功率與總質(zhì)量的關(guān)系圖。其數(shù)值稍高于圖3-1a中的數(shù)值。這是由于兩個(gè)國(guó)家的道路、交通條件有差別對(duì)車輛的要求不一樣的緣故。圖3-1c是根據(jù)參考文獻(xiàn)[3.9]中10個(gè)國(guó)家40多種重型貨車數(shù)據(jù)畫出的比功率與汽車總質(zhì)量的關(guān)系圖。圖3-1a、b、c表明貨車的比功率是隨其總質(zhì)量的增大而逐步變小,一般貨車的比功率約為10kW/t。小于2~3t的輕型貨車常是轎車或微型旅行車的變型車,動(dòng)力性能很好,比功率很大。重型貨車、汽車列車的最高速度低,比功率較小。,圖3-1d是1996年奔馳汽車公司的Actros重型貨車族系比功率與總質(zhì)量的關(guān)系圖。該貨車族系的單車總質(zhì)量有18、20、25、26、32與33t等6種;作為半掛或全掛列車使用時(shí),最大列車總質(zhì)量均為40t。該族系中有7種不同功率的發(fā)動(dòng)機(jī),其功率分別為230、260、290、315、350、390與420kW。以單車總質(zhì)量18t的貨車為例,它可以裝備上述之一的發(fā)動(dòng)機(jī),其軸距自3600~6000mm共有6種,驅(qū)動(dòng)型式有4x2、4x4兩種。18t貨車包含一般貨車、自卸車與半掛牽引車三種。25t貨車為3軸,驅(qū)動(dòng)形式為6x2。26t貨車驅(qū)動(dòng)型式為6x4。32t貨車為4軸,驅(qū)動(dòng)形式為8x4,前4輪轉(zhuǎn)向。33t為3軸,驅(qū)動(dòng)形式為6x4。Actros重型貨車族系可以從各個(gè)方面來(lái)滿足客戶的不同要求。不少國(guó)家還對(duì)車輛應(yīng)有的最小比功率作出規(guī)定,以保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定水平,防止某些性能差的車輛阻礙車流。總之,貨車可以根據(jù)同樣總質(zhì)量與同樣類型車輛的比功率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。,我國(guó)有關(guān)大客車的標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了最高車速與比功率的數(shù)值,可以作為初步確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)。如交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-1997中規(guī)定,高三級(jí)(即最高級(jí))大型客車(車身長(zhǎng)度>9m)的設(shè)計(jì)車速不小于125km/h、比功率應(yīng)不小于14.5kW/t。轎車行駛車速高,且不同轎車動(dòng)力性能相差可以很大,其最高車速在125~300km/h之間。根據(jù)式(3-2),在圖3-2中繪出了:的比功率曲線。利用英國(guó)1997年《Autocar》雜志中的數(shù)據(jù),圖3-2中標(biāo)出了一批當(dāng)代轎車的比功率值。利用這些數(shù)值點(diǎn)形成的區(qū)域,可以根據(jù)設(shè)計(jì)轎車的總質(zhì)量、預(yù)期的最高車速,大體確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。,轎車的最高車速,隨著年代的不同而逐步提高??梢詮?997年:《Autocar》雜志中的數(shù)據(jù),了解當(dāng)代轎車最高車速的數(shù)值。共試驗(yàn)了100輛轎車,最高的為322km/h,最低的為138km/h,平均為211km/h。若將,車輛分作“一般轎車”、“多用途車(MPV)”、“吉普車”與“跑車”四類,則一般轎車的平均值如下表所示:三輛多用途車的平均為185km/h,五輛吉普車為103km/h,六種跑車的平均值達(dá)288km/h。,第二節(jié)最小傳動(dòng)比的選擇,汽車大多數(shù)時(shí)間是以最高擋行駛的,即用最小傳動(dòng)比的擋位行駛。因此,最小傳動(dòng)比的選定是很重要的。傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比:式中,—分動(dòng)器或副變速器的傳動(dòng)比。普通汽車沒(méi)有分動(dòng)器或副變速器。若裝有三軸變速器且以直接擋作為最高擋時(shí),傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比就是主傳動(dòng)比;如變速器的最高擋為超速擋,則最小傳動(dòng)比應(yīng)為變速器最高擋傳動(dòng)比與主傳動(dòng)比的乘積。二軸變速器沒(méi)有直接擋,最小傳動(dòng)比為最高擋傳動(dòng)比與的乘積。,下面討論變速器最小傳動(dòng)比為1時(shí)的汽車最小傳動(dòng)比,即主減速器傳動(dòng)比的選擇。,圖3-3是一汽車的功率平衡圖。圖上有水平路面行駛阻力功率曲線,還畫了不同主減速器傳動(dòng)比且,所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線1、2、3。先討論最高車速。可以看出,主傳動(dòng)比為時(shí),阻力功率曲線正好與發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線2交在其最大功率點(diǎn)上。若相當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的車速—稱為則有。而裝有另外兩種傳動(dòng)比的主減速器,發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線1、3與阻力功率曲線的交點(diǎn)均不在最大功率點(diǎn),即且均小于。所以,選擇到汽車的最高車速相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)的車速時(shí),最高車速是最大的。,再討論汽車的后備功率。當(dāng)主傳動(dòng)比為時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線在曲線2的右方,(當(dāng)然是不可能實(shí)現(xiàn)的)。因此,除了外,汽車的后備功率也比較小,即汽車的動(dòng)力性比主傳動(dòng)比為時(shí)要差。不過(guò),發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率高,燃油經(jīng)濟(jì)性較好。當(dāng)主傳動(dòng)比為時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線3在曲線2的左方。此時(shí)雖然,但汽車的后備功率卻有較大增加,即動(dòng)力性有其加強(qiáng)的一面,但是燃油經(jīng)濟(jì)性較差。最小傳動(dòng)比選擇的趨勢(shì)過(guò)去,多數(shù)汽車將最小傳動(dòng)比選擇得使,或稍小于。近年來(lái),為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性,出現(xiàn)了減小最小傳動(dòng)比的趨勢(shì),即令稍大于。如:有的裝有5擋變速器的轎車,第Ⅴ擋的(汽車)最高車速與第Ⅳ擋的最高車速很接近(如第一章圖1-23中一緊湊型轎車算例所示);而有的轎車第Ⅴ擋的最高車速甚至稍低于第Ⅳ擋的(汽車)最高車速。,根據(jù)1997年《Autocar》與《Car&Driver》雜志中的數(shù)據(jù),在最小傳動(dòng)比(變速器為最高擋)時(shí),轎車的值0.9~1.10的約占74%1.1~1.39的約占5.5%0.7~0.9的約占17.5%的0.5~0.70的約占3%,最小傳動(dòng)比還受到駕駛性能的限制。駕駛性能:(是包括平穩(wěn)性在內(nèi)的加速性)系指動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、噪聲和振動(dòng)。它只能由駕駛員通過(guò)主觀評(píng)價(jià)來(lái)確定。影響駕駛性能的因素有:發(fā)動(dòng)機(jī)的排量、氣缸的數(shù)目、最小傳動(dòng)比或最高擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛車速的比值以及傳動(dòng)系的剛度等。大排量、氣缸數(shù)多的發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供較大、較快、較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩響。前置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)汽車的傳動(dòng)系,沒(méi)有傳動(dòng)軸等部件,剛度較大,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較后驅(qū)動(dòng)好。最小傳動(dòng)比或比值對(duì)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)有很大影響,例如,最小傳動(dòng)比過(guò)小,發(fā)動(dòng)機(jī)在重負(fù)荷下工作,加速性不好,出現(xiàn)噪聲與振動(dòng)最小傳動(dòng)比過(guò)大,燃油經(jīng)濟(jì)性差,發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大。,,據(jù)ThomasR.Stocktont介紹,美國(guó)曾以1979年進(jìn)口轎車與美國(guó)產(chǎn)轎車作回歸分析,得到了動(dòng)力裝置的允許值圖(Power-TrainAcceptanceChart),見(jiàn)圖3-4。利用此圖,可根據(jù)每千克(磅)車質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)排量毫升值,查出允許的最小值。這對(duì)選擇轎車最小傳動(dòng)比是有參考價(jià)值的。,第三節(jié)最大傳動(dòng)比的選擇,要考慮三方面的問(wèn)題:最大爬坡度、附著率及汽車最低穩(wěn)定車速。就普通汽車而言:當(dāng)已知時(shí),確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比也就是確定變速器Ⅰ擋傳動(dòng)比。汽車爬大坡時(shí)車速很低,可忽略空氣阻力,汽車的最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)為一般貨車的最大爬坡度約為30%。,在設(shè)計(jì)越野汽車傳動(dòng)系時(shí),為了避免在松軟地面上行駛時(shí)土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力,保證汽車能在極低車速下穩(wěn)定行駛?cè)糇畹头€(wěn)定車速為,則傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為:轎車也應(yīng)具有爬上30%坡道的能力。實(shí)際上轎車的最大爬坡能力常大于30%,其最大傳動(dòng)比是根據(jù)其加速能力來(lái)確定的??蓞⒖纪坏燃?jí)的轎車選擇最大傳動(dòng)比。[請(qǐng)勿忘記](méi)最大傳動(dòng)比確定后,還應(yīng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪的附著率,檢查附著條件是否滿足上坡或加速的要求。必要時(shí),只能從汽車總體布置和結(jié)構(gòu)著手,改善汽車的附著能力。,第四節(jié)傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇,一、傳動(dòng)系檔位數(shù)的選擇不同類型的汽車具有不同的傳動(dòng)系擋位數(shù)。其原因在于它們的使用條件不同,對(duì)整車性能要求不同,汽車本身的功率不同。傳動(dòng)系的擋位數(shù)與汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系:就動(dòng)力性而言,擋位數(shù)多,增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì),提高了,汽車的加速與爬坡能力。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言,擋位數(shù)多,增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性,降低了油耗。所以增加擋位數(shù)會(huì)改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)多少還影響到擋與擋之間的傳動(dòng)比比值。比值過(guò)大會(huì)造成換擋困難。一般認(rèn)為比值不宜大于1.7-1.8因此,比值越大,擋位數(shù)也應(yīng)越多。轎車的行駛車速高,比功率大,最高擋的后備功率也大,即相對(duì)而言最高擋的驅(qū)動(dòng)力與Ⅰ擋驅(qū)動(dòng)力間的范圍小,即小。因此,過(guò)去美國(guó)的轎車,常用3擋變速器;而注重節(jié)約燃油的國(guó)家,如歐洲各國(guó),選用發(fā)動(dòng)機(jī)的排量較小,則用4擋變速器。近年來(lái),為了進(jìn)一步節(jié)省燃油,裝用手動(dòng)變速器的轎車普遍采用5擋變速器,也有采用6擋變速器的。,,輕型貨車和中型貨車比功率小,所以一般采用5擋變速器。重型貨車的比功率更小,使用條件也更復(fù)雜,如礦山用重型汽車,行駛道路變化很大。重型牽引車要拖帶掛車,有時(shí)要求有很大的驅(qū)動(dòng)力。重型車輛發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間長(zhǎng),油耗量大,且本身自重很大,增加擋位數(shù)不會(huì)過(guò)多地增加汽車的制造成本,所以一般采用6擋至十幾個(gè)擋的變速器,以適應(yīng)復(fù)雜的使用條件,使汽車具有足夠的動(dòng)力性與良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。越野汽車遇到的使用條件最復(fù)雜,還要經(jīng)常牽引火炮或掛車,所以的比值很大,其傳動(dòng)系的擋位數(shù)較同噸位的普通貨車常多一倍左右。在變速器中,擋位數(shù)超過(guò)五個(gè)(指前進(jìn)擋)會(huì)使結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜,同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)也相應(yīng)復(fù)雜。為此,常在變速器后接上一個(gè)2擋或3擋位的副變速器。越野汽車因要求多軸驅(qū)動(dòng),故采用分動(dòng)器。在選定汽車的最小傳動(dòng)比、最大傳動(dòng)比及傳動(dòng)系的擋位數(shù)后,應(yīng)當(dāng)確定中間各擋的傳動(dòng)比。,二、中間各檔傳動(dòng)比的確定實(shí)際上,汽車傳動(dòng)系各擋的傳動(dòng)比大體上是按等比級(jí)數(shù)分配的。如CA72205擋變速器傳動(dòng)比與相鄰兩擋的比值為彼此相差不大,但。而有的汽車,如轎車SH760和一些擋位很多的貨車變速器,則完全按等比級(jí)數(shù)分配。所以一般汽車各擋傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系式中,q為常數(shù),也就是各擋之間的公比。因此,各擋的傳動(dòng)比為,若為5擋變速器,且,則各擋傳動(dòng)比與q便有如下關(guān)系:或所以各擋傳動(dòng)比與Ⅰ擋傳動(dòng)比的關(guān)系為:,三、用等比級(jí)數(shù)的辦法來(lái)分配變速器各擋傳動(dòng)比的目的1.離合器才能平順無(wú)沖擊地接合圖3-5中繪有發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性,再根據(jù)公式畫出每個(gè)擋位的車速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。駕駛員用Ⅰ擋起步,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高,汽車的行駛速度也隨之增加。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到時(shí),駕駛員開(kāi)始換擋,若設(shè)換擋過(guò)程中車速?zèng)]有降低,則換上Ⅱ擋時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降到,離合器才能平順無(wú)沖擊地接合。Ⅰ擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到n2時(shí)所對(duì)應(yīng)的車速為換上Ⅱ擋時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至,相應(yīng)的車速仍應(yīng)等于,即故離合器才能無(wú)沖擊地接合。,,若在Ⅱ擋時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到換Ⅲ擋,則應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到才能無(wú)沖擊地接合離合器,即同樣有,由于各擋傳動(dòng)比是按等比級(jí)數(shù)分配的,即可見(jiàn),若每次發(fā)動(dòng)機(jī)都是提高到轉(zhuǎn)速換擋,只要發(fā)動(dòng)機(jī)都降到同一低轉(zhuǎn)速離合器就能無(wú)沖擊地接合。就是說(shuō),換擋過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作。這樣,駕駛員在起步加速時(shí)操作就方便得多了。,,,2.按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的主要目的還在于充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率,提高汽車的動(dòng)力性。(如當(dāng)汽車需要大功率(如全力加速或上坡)時(shí),若檔位選擇恰當(dāng),具有按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的變速器,能使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率處的大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),從而增加了汽車的后備功率,提高了汽車的加速或上坡能力)下面比較三種不同傳動(dòng)比分配的3擋變速器在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)揮的程度,以說(shuō)明傳動(dòng)比分配規(guī)律對(duì)汽車后備功率的影響。第一個(gè)方案是按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的變速器;即;另兩個(gè)方案是及。且假定為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率,加速過(guò)程中節(jié)氣門全開(kāi),各擋均用到發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速才換擋,,如圖3-6所示,三種方案在Ⅰ擋時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域相同。但在Ⅱ擋和Ⅲ擋時(shí),由于發(fā)動(dòng)機(jī)在換擋時(shí)的起始轉(zhuǎn)速不同,其功率曲線覆蓋的面積也不同。第二個(gè)方案,即的方案,在使用Ⅱ擋時(shí),利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率的范圍少掉了轉(zhuǎn)速間的區(qū)域(圖中水平陰影線)雖然在Ⅲ擋時(shí)與第一個(gè)方案相比較,汽車多得了間的利用功率區(qū)域(圖中水平陰影線),但得失相比,得到的是較小的功率區(qū)域乙而失去的是較大功率區(qū)域。同理,第三個(gè)方案,即的方案也有同樣情況,不過(guò)得到功率區(qū)域與失去功率區(qū)域的擋位不同。因此,按第一個(gè)方案,即按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的方案,可以在汽車需要大功率時(shí),較好地利用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線功率比較大的一段來(lái)增加汽車的后備功率,提高汽車的加速或上坡能力。,,3.按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的(主)變速器,還便于和副變速器結(jié)合構(gòu)成更多擋位的變速器。例如一具有5擋位的主變速器,各擋間的公比為,其傳動(dòng)比序列為。若結(jié)合一后置兩擋副(減速)變速器,其傳動(dòng)比為1、q,便可構(gòu)成一具有10擋位的變速器,各擋間的公比為q,其傳動(dòng)比序列為實(shí)際上,對(duì)于擋位較少(如5擋以下)的變速器,并不是正好按等比級(jí)數(shù)來(lái)分配傳動(dòng)比的。這主要是考慮到各擋利用率差別很大的緣故。汽車主要是用較高擋位行駛的,例如中型貨車5擋變速器中的1、2、3三個(gè)擋位的總利用率僅為10%-15%,所以較高擋位相鄰兩擋間的傳動(dòng)比的間隔應(yīng)小些,特別是最高擋與次高擋之間更應(yīng)小些。因此,實(shí)際上各擋傳動(dòng)比常按下面的關(guān)系分布:,M.米奇克在其所著的《汽車動(dòng)力學(xué)》一書中給出了轎車(1975年—1979年生產(chǎn))5擋手動(dòng)變速器最高擋傳動(dòng)比以及各擋傳動(dòng)比的比值隨轎車最高車速的變化情況,參看圖3-7。根據(jù)1997年《Autoear》雜志中的數(shù)據(jù),圖上還標(biāo)出一些轎車相應(yīng)的數(shù)值,可以參考此圖確定轎車變速器中間各擋的傳動(dòng)比。,第五節(jié)利用燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù),初步選擇參數(shù)之后,可擬定供選用參數(shù)數(shù)值的范圍,進(jìn)一步具體分析、計(jì)算不同參數(shù)匹配下汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性,然后綜合考慮各方面因素,最終確定動(dòng)力裝置的參數(shù)。通常以循環(huán)工況油耗Q(L/100KM)代表燃油經(jīng)濟(jì)性,以原地起步加速時(shí)間代表動(dòng)力性,作出不同參數(shù)匹配下的燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線(C曲線),并根據(jù)此曲線確定動(dòng)力裝置參數(shù)。下面舉數(shù)例加以說(shuō)明。,一、主減速器傳動(dòng)比的確定如圖3-8所示的,不同時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線。曲線表明,值較大時(shí),加速時(shí)間較短但燃油經(jīng)濟(jì)性下降;值較小時(shí),加速時(shí)間延長(zhǎng)但燃油經(jīng)濟(jì)性改善。若選定2.6作為主減器傳動(dòng)比,則能兼顧汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性。若以動(dòng)力性為主要目標(biāo),則可選用較大的值;若以燃油經(jīng)濟(jì)性為主要目標(biāo),可選較小的值。,二.變速器與主減速器傳動(dòng)比的確定在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的條件下,可利用C曲線選一合適的變速器和一合適的主減速器傳動(dòng)比。圖3-9a是3擋變速器與4擋變速器的C曲線。圖3-9b是4擋變速器與5擋變速器的C曲線。圖3-9c是裝用三種不同傳動(dòng)比的5擋變速器A、B、C時(shí)汽車的C曲線??梢愿鶕?jù)設(shè)計(jì)汽車的主要目標(biāo)選用其中的一個(gè),并根據(jù)其C曲線確定主傳動(dòng)比。圖3-9c上還畫出了三條C曲線的包絡(luò)線,稱為“最佳燃油經(jīng)濟(jì)性—?jiǎng)恿π郧€”。它表示三種5擋變速器與不同傳動(dòng)比主減速器匹配時(shí),在一定加速時(shí)間的要求下燃油經(jīng)濟(jì)性的極限值。,圖3-10a是TJ-645客車裝用兩種不同傳動(dòng)比的5擋變速器與不同傳動(dòng)比主減速器時(shí)的C曲線??梢钥闯?,以變速器Ⅱ和主減速器傳動(dòng)比為8.6時(shí)的匹配關(guān)系得到的燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性最佳。圖3-10b是CAl41貨車裝用三種不同變速器時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性—1km加速末速度曲線。它是以0—1000m連續(xù)換擋加速的末速度作為動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的??梢钥闯?,裝用帶超速擋的或最高擋為直接擋的6擋變速器,燃油經(jīng)濟(jì)性都比用5擋變速器時(shí)有所改善。如果驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比采用5.897,則裝用最高擋為直接擋的6擋變速器時(shí),不但燃油消耗量可減小1.08L/100km(3.6%),而且0-1000m連續(xù)換擋加速的末速度也可以增加0.58km/h(0.7%)。,三、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器與主減速器傳動(dòng)比的確定圖3-11a是一輛轎車在同一變速器條件下,選用三種不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線。若要求的加速時(shí)間為13.5s,則只能選用大或中排量發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)橹信帕堪l(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性較好,所以應(yīng)當(dāng)選用中排量發(fā)動(dòng)機(jī),然后利用中排量發(fā)動(dòng)機(jī)的C曲線確定最佳主減速器傳動(dòng)比。,為了便于進(jìn)行不同變速器的選定,圖3-lla上還畫出一條三種不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)C曲線的包絡(luò)線,也稱作“最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性曲線”。它表明該轎車裝用一種變速器、裝用不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)與匹配不同主減速器傳動(dòng)比時(shí),一定加速時(shí)間的動(dòng)力性要求下所能達(dá)到的燃油經(jīng)濟(jì)性的極限值。圖3-llb上畫出了該轎車裝用三種具有不同傳動(dòng)比的4擋變速器時(shí)的“最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性曲線”??梢钥闯?,在加速時(shí)間要求為13.5s的條件下,C型變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性最好,比A型提高4.4%。圖3-llc是3擋自動(dòng)液力變速器與在第三擋能鎖止的3擋自動(dòng)液力變速器的“最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性曲線。”分析表明,在加速時(shí)間要求為13.5s的條件下,具有第三擋能鎖止的自動(dòng)液力變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性可提高6.7%。上述用燃油經(jīng)濟(jì)性—加速時(shí)間曲線來(lái)確定動(dòng)力裝置參數(shù)的方法,是一種經(jīng)常采用的方法。,ThomasR.Stockton曾給出了一輛質(zhì)量為795.5kg、裝有5擋變速器的轎車,利用燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)排量(相當(dāng)于功率)與主減速器傳動(dòng)比的例子,參看圖3-12。圖上繪出了裝用不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)(0.8~1.6L)與匹配不同主減速器傳動(dòng)比[值由18.6~36.7即由30~59]時(shí)的EPA城市、公路綜合燃油經(jīng)濟(jì)性(km/L或mile/gal)與0-96.6km/h(0-60mile/h)加速時(shí)間曲線。圖3-12上還有:1)1擋能克服30%坡度所要求的最小值曲線。2)第4擋在88.5km/h與96.6km/h車速行駛時(shí),能克服3%坡度的最小值曲線。3)駕駛性能要求的最小值曲線。,分析了圖中的曲線后可知,當(dāng)加速時(shí)間定為13s以內(nèi)時(shí),以1.2L排量發(fā)動(dòng)機(jī)匹配與=20.5相應(yīng)的主減速器傳動(dòng)比為好。此時(shí),每升燃油可行駛26km。不過(guò),這種匹配不能滿足駕駛性能的要求。對(duì)于1.2L發(fā)動(dòng)機(jī),允許的值為26.7,相應(yīng)的加速時(shí)間為12.3s,但每升燃油只能行駛23.48km。綜合衡量得失,不如選取1.5L排量的發(fā)動(dòng)機(jī),值為21.5,此時(shí)加速時(shí)間縮短到9.7s,每升燃油能行駛23.73km。,,- 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