發(fā)動機(jī)原理-汽車動力裝置參數(shù)選定

第三章

汽車動力裝置參數(shù)的選定孫吉樹2第三章汽車動力裝置參數(shù)的選定

基本內(nèi)容：發(fā)動機(jī)功率的選擇最小傳動比的選擇最大傳動比的選擇變速器擋數(shù)與各擋傳動比的選擇

難點(diǎn)：利用燃油經(jīng)濟(jì)性——加速時間曲線確定動力裝置參數(shù)3

汽車動力裝置參數(shù)是指發(fā)動機(jī)的功率、傳動系的傳動比。它們對汽車的動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性有很大影響。4§3-1發(fā)動機(jī)功率的選擇

設(shè)計中常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動機(jī)應(yīng)有的功率。最高車速雖然僅是動力性中的一個指標(biāo)，但它實(shí)質(zhì)上也反映了汽車的加速能力與爬坡能力。若給出了期望的最高車速，選擇的發(fā)動機(jī)功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車速行駛時行駛阻力功率之和，即：

(3-1)5

在實(shí)際工作中，還利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)初步估計汽車比功率來確定發(fā)動機(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)動機(jī)功率，比功率的常用單位為KW/t，可由式（3-1）求得汽車比功率為

(3-2)

各種貨車的、T

及CD值大致相等且最高車速也差不多，但總質(zhì)量變化范圍很大。一輛中型貨車的比功率約為10Kw/t，其中用于克服滾動阻力的約占2/5。對于各類貨車第一項(xiàng)數(shù)值大體相同，而第二項(xiàng)隨A/m而變化，貨車總質(zhì)量增大時，迎風(fēng)面積變化較小。因此不同貨車的比功率隨其總質(zhì)量的增加而逐步減小。67重型汽車8不少國家規(guī)定了最小比功率(Kw/t)：德國大客車、貨車、鉸接式車輛及汽車列車的比功率至少為6Kw/t;中國低速汽車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率限值為4.0Kw/t，其他車輛限值為4.8Kw/t；

3級大型客車（車身長度>9m)的設(shè)計車速不得小于125Km/h、比功率不得小于14.5Kw/t。轎車行駛車速高,且不同轎車動力性能相差可以很大,其最高車速在100km/h-300km/h之間。利用圖3-2可以由設(shè)計轎車的總質(zhì)量與預(yù)定的最高車速,大體確定應(yīng)有的發(fā)動機(jī)功率。910微型普通中級中高級高級發(fā)動機(jī)排量L11~1.6＞1.6~2.5＞2.5~4.5＞4.5試驗(yàn)車型數(shù)量31345178平均uamaxKm/h145177207232241一般轎車的平均uamax3種MPV平均uamax=185Km/h;5種吉普車平均uamax=103Km/h；6種跑車平均uamax=288Km/h11雙軸式變速器三軸式變速器§3-2最小傳動比的選擇

傳動系的總傳動比是傳動系中各部件傳動比的乘積，t=g0c

三軸式變速器有直接擋時的最小傳動比二軸式變速器無直接擋

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，還畫了直接擋不同主減速器傳動比i0=4.0、4.62及5.14時發(fā)動機(jī)的功率曲線1、2、3。

12131、先分析最高車速uamax?？梢钥闯觯琲0=4.62時，阻力功率曲線正好與發(fā)動機(jī)功率曲線2交在其最大功率點(diǎn)上。若相當(dāng)發(fā)動機(jī)最大功率時的車速稱為up，則有uamax2=up2。發(fā)動機(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uamax1≠up1;uamax3≠up3，且uamax1、uamax3均小于uamax2。142、再討論汽車的后備功率和燃油經(jīng)濟(jì)性當(dāng)主傳動比01時，發(fā)動機(jī)功率曲線在曲線2的右方（up1＞uamax1，當(dāng)然up1是不可能實(shí)現(xiàn)的）。因此，除了uamax1＜uamax2外，后背功率也較小，不過，發(fā)動機(jī)功率利用率較好，經(jīng)濟(jì)性較好。

15

過去，多數(shù)汽車將最小傳動比選擇得使uamax=up,或up稍小于uamax。近年來，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減少最小傳動比的趨勢，即令up稍大于uamax。根據(jù)1997年《Autocar》雜志的數(shù)據(jù)，在最小傳動比時（變速器為最高當(dāng)時），約74%的轎車uamax/up值在0.9~1.1之間，

5.5%的轎車uamax/up值在1.1~1.39之間，17.5%的轎車uamax/up值在0.7~0.9之間,3%的轎車uamax/up值在0.5~0.7之間.16下列現(xiàn)象出現(xiàn)越少，加速性能越好：喘振（surge)；加速不暢（hesitation）；加速后坐（stumble）；加速遲緩（stretchiness）；怠速不穩(wěn)（roughidle）；失速（stall)；爆燃（detonation）；回火（back-fire）；放炮（after-fire）

最小傳動比還受到駕駛性能的限制。駕駛性能是包括駕駛平穩(wěn)性在內(nèi)的加速性，系指動力裝置的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、噪聲和振動。17§3-3最大傳動比的選擇

確定最大傳動比時，要考慮三方面的問題：最大爬坡度或I檔最大動力因數(shù)D1max，附著力以及汽車最低穩(wěn)定車速。就普通汽車而言，傳動系最大傳動比itmax是變速器頭檔傳動比ig1與主減速器傳動比i0的乘積。當(dāng)i0已知時確定傳動系最大傳動比也就是確定變速器I檔傳動比。

ig1≥

一般貨車的最大爬坡度約為30%，即a≈16.7。18

求出I檔傳動比后應(yīng)按下式驗(yàn)算附著條件求附著力時，可取附著系數(shù)=0.5~0.619§3-4傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇

就動力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會，提高了汽車的加速與爬坡能力。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了油耗。所以增加檔位數(shù)會改善汽車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

擋數(shù)多少還影響到擋與擋之間的傳動比的比值。比值過大會造成換擋困難。一般認(rèn)為比值不宜大于1.7~~1.8。因此，如最大傳動比與最小傳動比之比值越大，擋位數(shù)也應(yīng)越多。20轎車的行駛速度較快，比功率大，最高檔的后背功率也較大，itmax/itmin小。美國轎車多用3擋變速器，歐洲和重視燃油經(jīng)濟(jì)性的國家多選用4檔變速器，近年來普遍選用5擋變速器。輕型貨車和中型貨車比功率小，一般多選用5擋變速器。汽車傳動系各檔的傳動比大體上按等比級數(shù)分配的。CA7220五檔變速器傳動比與相鄰兩檔的比值為彼此相差不大，但逐漸變小。21SH760轎車和很多貨車變速器的傳動比是完全按等比級數(shù)分配，式中，q為常數(shù)，就是各檔傳動比的公比。因此

…若為5擋變速器，且ig5=1,則各檔傳動比與q便有如下關(guān)系所以各檔傳動比與1擋傳動比的關(guān)系為22分析用等比級數(shù)分配傳動比的好處。用上式畫出每個檔位的車速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。駕駛員用一檔起步，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速到n2時，開始換擋，2擋時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降到n1,離合器才平順接合，n1與n2的關(guān)系如下：Ⅰ擋時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升到n2時所對應(yīng)的車速為23換上Ⅱ擋時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至n1,相應(yīng)的車速ua2仍應(yīng)等于ua1,即此時離合器才能無沖擊地接合。

當(dāng)汽車需要大功率時，若排檔選擇恰當(dāng)具有按等比級數(shù)傳動比的變速器，能使汽車經(jīng)常在接近外特性最大功率Pemax處的大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而增加后備功率，提高加速和爬坡能力。下面比較三種不同傳動比分配的3擋變速器的加速過程。2425

實(shí)際上，檔位數(shù)較少的變速器，各檔傳動比之間的比值常常并不正好等于相等，即并不是正好按等比級數(shù)來分配傳動比的。這主要是考慮到各檔利用率差別很大的緣故。如中型五檔變速器中的1、2、3三個檔位的總利用率僅為10~15%，所以較高相嶺兩個檔位間的傳動比間隔應(yīng)小一些。26第五節(jié)利用燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時間曲線確定動力參數(shù)一、主減速器傳動比的確定縱坐標(biāo)0→96.6Km/h（0→60mile/h）時的加速時間（s）橫坐標(biāo)EPA循環(huán)工況的燃油經(jīng)濟(jì)性（Km/Kg或mile/gal）曲線表明：0值較大時，加速時間較短但經(jīng)濟(jì)性較差；0值較小時，加速時間延長但經(jīng)濟(jì)型改善。C曲線27思考與練習(xí)題:1、2、3、4、5、6

第三章結(jié)束!附錄資料：不需要的可以自行刪除防曬霜生產(chǎn)工藝配方油相

A

硬脂酸5％十八醇2.5％棕櫚酸異丙酯1.5％凡士林5％防腐劑適量B石蠟油6％硅油Gy-2603.5％防曬劑POS-21％VE適量ME-40適量水相A鈦白粉3.5％丙二醇3％B三乙醇胺1％二氧化鈦其透過率小于氧化鋅。對紫外線有散射作用,能減小紫外線對人體皮膚的幅射。覆蓋力優(yōu)良,增白皮膚。但涂抹性與透氣性均差。加入量大于等于５％時,增白色澤不自然,固選用百分3.5。丙二醇丙二醇在化妝品中作濕潤劑、保濕劑。三乙醇胺三乙醇胺在化妝品中還具有中和劑的作用，從而達(dá)到增稠和保濕的作用。硬脂酸

硬脂酸用于護(hù)膚品中起乳化作用，從而使其變成穩(wěn)定潔白的膏體。十八醇化妝品中作為基質(zhì)原料中的乳化劑、增稠劑應(yīng)用棕櫚酸異丙酯具有優(yōu)良的保濕和滋潤皮膚作用。皮膚對本品的吸收性很好，能在皮層內(nèi)與毛囊有效接觸，滲入皮層深處，并將化妝品中的活性組分帶入，充分發(fā)揮有效成分的作用。作為化妝品溶劑及皮膚保濕劑、滲透劑。凡士林凡士林作為一種傳統(tǒng)的化妝品原料,它在皮膚角質(zhì)層表面形成一種隔離膜,具有防止皮膚表面水份減少的作用,保護(hù)皮膚免受外界剌激。因而它是一種極好的保溫劑和護(hù)膚品。它對皮膚無剌激,無過敏。石蠟油石蠟油又稱礦物油，由于礦物油具有低致敏性及不錯的封閉性，有阻隔皮膚的水分蒸發(fā)的作用，所以常在乳液或乳霜中等護(hù)膚品種常被當(dāng)作順滑保濕劑來使用。硅油Gy-260硅油可提高膏體的透氣性、亮度、涂抹性。ＧＹ一２６０比２０１硅油更理想。與基質(zhì)配伍性比２０１硅油強(qiáng)。能在膏體表面形成極薄的膜,且不易腐敗,因而可適量減少防腐劑用量。并能有助于防曬性的提高。防曬劑POS-2能有效阻擋UVA和UVB。VE維生素E本身是一種很好的抗氧化劑，它可以進(jìn)入皮膚細(xì)胞具有抗自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。從理論上優(yōu)于氧化物歧化酶（SOD），在皮膚應(yīng)用于預(yù)防角質(zhì)化。vE是保護(hù)皮膚不受紫外線損傷和減少皮膚水份損失的活性組分”。ME一40能否得到穩(wěn)定細(xì)膩的膏體,乳化劑是關(guān)鍵,只依靠自生皂化的乳化力是不夠的。ME一40(C11H23O2)其用量在0.4一.7%就能得到極好的乳化效果,對膏體色