汽車?yán)碚摰?次專題-最小傳動比的選擇

1、最小傳動比的選擇 1 最小傳動比的定義傳動系的總傳動比是傳動系中各部件傳動比的乘積，即 = 式中變速器的傳動比； 主減速器的傳動比； 分動器或副變速器的傳動比。 普通汽車沒有分動器或副變速器，則變速器的最小傳動比為直接檔或超速檔。當(dāng)變速器的最小傳動比為直接檔時，傳動系的最小傳動比就是主減速器的傳動比 ；當(dāng)變速器的最小傳動比為超速檔時，則傳動系的最小傳動比應(yīng)為變速器最高擋傳動比與主減速器的傳動比的乘積。 2 最小傳動比的確定方法設(shè)計(jì)原則:汽車最小傳動比確定的原則是最大輸出功率點(diǎn)對應(yīng)車速V。正好等于汽車的最高設(shè)計(jì)車速Vmax，即： Vp=Vmax 由可求出傳動比imin為 式中，np發(fā)動機(jī)最高功率

2、點(diǎn) Pemax對應(yīng)的轉(zhuǎn)速np(單位：rmin) r 車 輪 半 徑 ( 單 位 ：m) Vmax最高車速(單位：mh) 所以可求出 3 最小傳動比選擇的要素3.1 最高車速如圖 3-1 所示，主減速器的傳動比不同，則汽車功率平衡圖上發(fā)動機(jī)功率曲線的位置不同，與水平路面行駛阻力功率曲線的交點(diǎn)所確定的最高車速不同。當(dāng)阻力功率曲線正好與發(fā)動機(jī)功率曲線交在其最大功率點(diǎn)上，此時所得的最高車速最大， = ，為發(fā)動機(jī)最大功率時的車速。因此，主減速器的傳動比應(yīng)選擇到汽車的最高車速相當(dāng)于發(fā)動機(jī)最 大功率時的車速，這時最高車速最大。 3.2 汽車的后備功率主減速器的傳動比不同，汽車的后備功率也不同增大，發(fā)動機(jī)功率

3、曲線左移，汽車的后備功率增大，動力性加強(qiáng)，但燃油經(jīng)濟(jì)性較差。減小，發(fā)動機(jī)功率曲線右移，汽車的后備功率較小，但發(fā)動機(jī)功率利用率高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好。 3.3 駕駛性能最小傳動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、系指動力裝置的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、噪聲與振動。它只能由駕駛員通過主觀評價來確定，而影響駕駛性能的因素主要有以下幾個方面。 3.3.1 最小傳動比最小傳動比（或最高擋時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛車速的比值 ）對轉(zhuǎn)矩影響較大：最小傳動比過小，發(fā)動機(jī)在重負(fù)荷下工作，加速性不好，出現(xiàn)噪聲和震動；最小傳動比過大，燃油經(jīng)濟(jì)性差，發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大。 3.3.2 發(fā)動機(jī)的排量、氣缸的數(shù)目大排量，汽缸數(shù)

4、多的發(fā)動機(jī)可以提供較大、較快、較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。 3.3.3 傳動系的剛度剛度越大，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)越平穩(wěn)。例如發(fā)動機(jī) FF 型汽車的傳動系，沒有傳動軸等部件， 剛度較大，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較 FR 型好。 圖 3-1 不同時的汽車功率平衡圖3.4 燃油經(jīng)濟(jì)性選擇最小傳動比時，不但要考慮動力性，也要考慮燃油經(jīng)濟(jì)性。選擇最小傳動比時，通常使ua max = uP ；為了保證有足夠的后備功率，增大最小傳動比，uP 可稍小于ua max ；為 了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減小最小傳動比，使uP 稍大于ua max 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約 60%的轎車ua max / uP值在 0.91.1 之間，在 0.70.9 之間的約占 30%，其

5、余約 10%在 1.11.39 之間。 最小傳動比也可由最高檔動力因數(shù) D0 max 來確定。 Ttq max i0hTCDA-u2atr21.15D=0 maxG式中 G 汽車總質(zhì)量的重力N； uat 最高檔時發(fā)動機(jī)發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩時的汽車車速/km/h。一般推薦最高檔動力因數(shù)，中型貨車 D0 max 0.040.08，中級轎車 D0 max 0.10.15。 美國曾以 1979 年進(jìn)口轎車與美國產(chǎn)轎車做回歸分析，得到了動力裝置 n/ua 的允許值圖。如圖 3-4，利用此圖，可根據(jù)每千克（磅）車質(zhì)量的發(fā)動機(jī)排量毫升值，查出允許的最 小 n/ua 值。這對選擇轎車最小傳動比是有參考價值的。 圖 3

6、-2 轎車的允許值4 基于最小燃油消耗特性曲線的最小傳動比設(shè)計(jì)方法除了定性分析選擇最小傳動比外，提出了一種根據(jù)最高車速要求，結(jié)合最小 燃油消耗特性曲線的最小傳動比設(shè)計(jì)的方法。其設(shè)計(jì)方法為： 步驟一：利用萬有特性曲線擬合得到最小燃油消耗特性曲線關(guān)系式n = f (Pe)C Au2aumax步驟二：根據(jù)設(shè)計(jì)最高車速ua max ，由公式 Pe = (Gf+ Da max ) 計(jì)算3600hT21.15出此時的發(fā)動機(jī)有效功率 P 。e步驟三：將 P 代入n = f (P ) 得最高車速下，保證最小燃油消耗率的發(fā)動機(jī) ee轉(zhuǎn)速n。rn步驟四：由公式i = 0.377得主減速器的設(shè)計(jì)傳動比。傳動系的最0iug min a max小傳動比為i= ii ming min 0但是這種方法僅僅考慮了最高車速這一動力指標(biāo)之一，沒有考慮加速時間和最大爬坡度（后備功率），具有一定的局限性。為此我們只需將步驟