汽車理論 余志生 第三章

1、授課章節(jié)授課章節(jié)： 3汽車動力裝置參數(shù)的選定汽車動力裝置參數(shù)的選定 3.2最小傳動比的選擇最小傳動比的選擇 3.3傳動系最大傳動比的選擇傳動系最大傳動比的選擇 3.4傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇目的要求目的要求： 熟練熟練掌握最小傳動比、最大傳動比的選擇方法掌握最小傳動比、最大傳動比的選擇方法；掌握傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇掌握傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇。 重點難點重點難點： 最小傳動比、最大傳動比的選擇方法和傳動系最小傳動比、最大傳動比的選擇方法和傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇擋數(shù)與各擋傳動比的選擇 汽車動力裝置參數(shù)汽車動力裝置參數(shù)指發(fā)動機功率、傳動系傳動比。指

2、發(fā)動機功率、傳動系傳動比。 第二節(jié)第二節(jié) 最小傳動比的選擇最小傳動比的選擇 1. 汽車汽車傳動系傳動系的的總傳動比總傳動比it 傳動系的傳動系的總傳動比總傳動比是傳動系中是傳動系中各部件傳動比各部件傳動比的的乘積乘積，即即式中式中: ig 變速器傳動比；變速器傳動比； i0 主減速器傳動比；主減速器傳動比； ic分動器或副變速器分動器或副變速器傳動比傳動比。 2.變速器變速器最小傳動比為最小傳動比為l l，沒有分動器或副變速器時，沒有分動器或副變速器時的汽車最小傳動比的汽車最小傳動比，即，即主減速器傳動比主減速器傳動比i i0的選擇的選擇有兩種有兩種方法：根據(jù)最高車速方法：根據(jù)最高車速u ua

3、maxamax 和根據(jù)汽車的后備功率和根據(jù)汽車的后備功率 。 （1）根據(jù)最高車速）根據(jù)最高車速uamax 結(jié)論：結(jié)論：i i0 0選擇到汽車的最高選擇到汽車的最高車速車速相當于發(fā)動機最大功率點的相當于發(fā)動機最大功率點的車速時，車速時，最高車速最高車速是最大的。是最大的。 （2）根據(jù)汽車的后備功率）根據(jù)汽車的后備功率 當主傳動比為當主傳動比為i i0101時時，除了，除了最最高車速小高車速小外，汽車的外，汽車的后備功率也后備功率也比較小比較小，即，即汽車的動力性比主傳汽車的動力性比主傳動比為動比為i i0202時要差時要差。不過，。不過，發(fā)動機發(fā)動機功率利用率高，燃油經(jīng)濟性較好。功率利用率高，燃

4、油經(jīng)濟性較好。 當主傳動比為當主傳動比為i i0303時時， 雖然雖然最高車速小最高車速小，但，但汽車汽車的后備功率卻有較大增加，的后備功率卻有較大增加，即即動力性有其加強的一面，動力性有其加強的一面，但是燃油經(jīng)濟性較差。但是燃油經(jīng)濟性較差。 結(jié)論：最小傳動比結(jié)論：最小傳動比越越小，小，動力性性動力性性越差，越差，燃油燃油經(jīng)濟性經(jīng)濟性越好。越好。 過去過去重視動力性，重視動力性，多數(shù)汽車多數(shù)汽車將最小傳動比選擇得將最小傳動比選擇得使汽車的最使汽車的最高車速等于高車速等于發(fā)動機最大功率時的發(fā)動機最大功率時的車速，或車速，或發(fā)動機最大功率時發(fā)動機最大功率時的車的車速稍小于汽車的最高車速，速稍小于汽

5、車的最高車速，近年近年來，為了來，為了提高燃油經(jīng)濟性，提高燃油經(jīng)濟性，出現(xiàn)出現(xiàn)了了減小最小傳動比的趨勢，減小最小傳動比的趨勢，即令即令發(fā)動機最大功率時的車速稍大于發(fā)動機最大功率時的車速稍大于汽車的最高車速。汽車的最高車速。 最小傳動比還最小傳動比還受到駕駛性能的限制受到駕駛性能的限制。 （1）駕駛性能：）駕駛性能：是包括平穩(wěn)性在內(nèi)的加速性能。是包括平穩(wěn)性在內(nèi)的加速性能。是指動力裝置的轉(zhuǎn)矩響應、噪聲和振動。是指動力裝置的轉(zhuǎn)矩響應、噪聲和振動。 （2）影響駕駛性能的因素：）影響駕駛性能的因素：發(fā)動機的排量發(fā)動機的排量、汽汽缸的數(shù)目缸的數(shù)目、最小傳動比最小傳動比或最高擋時或最高擋時發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)

6、速與與行行駛車速的比值駛車速的比值。 （3）最小傳動比最小傳動比或最高擋時或最高擋時發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速與與行駛行駛車速的比值對轉(zhuǎn)矩響應有很大影響。車速的比值對轉(zhuǎn)矩響應有很大影響。最小傳動比最小傳動比過過小，小，發(fā)動機在重負荷下工作發(fā)動機在重負荷下工作，加速性不好，出現(xiàn)噪，加速性不好，出現(xiàn)噪音和振動；音和振動；最小傳動比最小傳動比過大，過大，燃油經(jīng)濟性差燃油經(jīng)濟性差，發(fā)動，發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)噪聲大。機高速運轉(zhuǎn)噪聲大。 第三節(jié)第三節(jié) 最大傳動比的選擇最大傳動比的選擇 1.確定最大傳動比時，要考慮確定最大傳動比時，要考慮三方三方面的問題面的問題：最大爬坡度、附著率及汽車最大爬坡度、附著率及汽車最低穩(wěn)定

7、車速最低穩(wěn)定車速。 2.就就普通汽車普通汽車而言，傳動系而言，傳動系最大傳最大傳動比動比itmax= ig1 i0 是變速器是變速器I I擋傳動比擋傳動比ig1與與主減速器主減速器傳動比傳動比i0的乘積。的乘積。當當i i0 0已知時，確定傳已知時，確定傳動系最大傳動比也就是確定動系最大傳動比也就是確定i ig1g1。 （2）根據(jù)）根據(jù)最低穩(wěn)定車速最低穩(wěn)定車速uamin求求itmax 設最低穩(wěn)定車速為設最低穩(wěn)定車速為u uamixamix，則傳動系則傳動系最大傳動比應為最大傳動比應為 （3）根據(jù)驅(qū)動輪與路面的）根據(jù)驅(qū)動輪與路面的附著力附著力確定一檔傳動比確定一檔傳動比 汽車行駛時，為了使汽車行

8、駛時，為了使驅(qū)動輪不打滑驅(qū)動輪不打滑，必須使，必須使驅(qū)動力驅(qū)動力等于或小于等于或小于驅(qū)動輪與路面間的驅(qū)動輪與路面間的附著力附著力，由此得：，由此得： 式中：式中： 道路附著系數(shù)；道路附著系數(shù)； N驅(qū)動輪垂直反力。驅(qū)動輪垂直反力。 最大傳動比確定最大傳動比確定后，還應計算后，還應計算驅(qū)動輪的附著率驅(qū)動輪的附著率，檢查，檢查附著條件附著條件是否滿足是否滿足上坡或加速上坡或加速的要求的要求。必要時只能從必要時只能從汽車汽車總體布置和結(jié)構(gòu)入手，總體布置和結(jié)構(gòu)入手，改善改善汽車的附著能力。汽車的附著能力。 初選傳動比后，初選傳動比后，得到供選用得到供選用參數(shù)的數(shù)值范圍參數(shù)的數(shù)值范圍，還要通過，還要通過對

9、燃對燃料經(jīng)濟性與動力性的進一步分析，料經(jīng)濟性與動力性的進一步分析，最后確定傳動系的傳動比。最后確定傳動系的傳動比。 第四節(jié)第四節(jié) 傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇 1.傳動系擋數(shù)選擇傳動系擋數(shù)選擇 （1）增加擋位數(shù)增加擋位數(shù)會改善汽車的會改善汽車的動力性和燃油經(jīng)濟動力性和燃油經(jīng)濟性。性。 就就動力性動力性而言，而言，擋位數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率擋位數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，附近高功率的機會，提高了汽車的加速與爬坡能力。就提高了汽車的加速與爬坡能力。就燃油燃油經(jīng)濟性經(jīng)濟性而言，而言，擋位數(shù)多擋位數(shù)多，增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū)工，增加了發(fā)動機

10、在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，作的可能性，降低了油耗。降低了油耗。所以所以增加擋位數(shù)會改善汽車的動增加擋位數(shù)會改善汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性。力性和燃油經(jīng)濟性。 （2）最大傳動比與最小傳動比之比值越大，擋位最大傳動比與最小傳動比之比值越大，擋位數(shù)也應越多。數(shù)也應越多。 擋數(shù)多少影響到擋與擋之間的傳動比比值。比值過大會擋數(shù)多少影響到擋與擋之間的傳動比比值。比值過大會造成換擋困難。一般不宜大于造成換擋困難。一般不宜大于1.71.8。因此，如最大傳動。因此，如最大傳動比與最小傳動比之比值越大，擋位數(shù)也應越多。比與最小傳動比之比值越大，擋位數(shù)也應越多。 轎車轎車普遍采用普遍采用5擋擋變速器，也有采用變速

11、器，也有采用6擋擋變速變速器的。器的。 輕型貨車和中型貨車輕型貨車和中型貨車一般采用一般采用5擋擋變速器。變速器。 重型貨車重型貨車一般采用一般采用6擋擋至至十幾個擋十幾個擋的變速器。的變速器。 越野汽車越野汽車傳動系的傳動系的擋位數(shù)擋位數(shù)較較同噸位的普通貨車同噸位的普通貨車常多一倍左右常多一倍左右。 （3）在變速器中，擋位數(shù)）在變速器中，擋位數(shù)超過五個超過五個（指前進（指前進擋）會使擋）會使結(jié)構(gòu)大為復雜結(jié)構(gòu)大為復雜，同時，同時操縱機構(gòu)也相應復操縱機構(gòu)也相應復雜雜。為此，常。為此，常在變速器后在變速器后接上一個接上一個2擋或擋或3擋位擋位的的副變速器副變速器。越野汽車因。越野汽車因要求多軸驅(qū)動

12、要求多軸驅(qū)動，故，故采用分采用分動器動器。 授課章節(jié)授課章節(jié)： 3汽車動力裝置參數(shù)的選定汽車動力裝置參數(shù)的選定 3.4傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇傳動系擋數(shù)與各擋傳動比的選擇 4.1概述概述 目的要求目的要求： 掌握掌握在選定了最大與最小傳動比后，確定在選定了最大與最小傳動比后，確定中間各中間各擋傳動比擋傳動比的方法，的方法，了解其原因了解其原因；掌握掌握操縱穩(wěn)定性的操縱穩(wěn)定性的有有關(guān)概念和包含的內(nèi)容關(guān)概念和包含的內(nèi)容。重點難點重點難點： 確定確定中間各擋傳動比中間各擋傳動比的方法及其原因、的方法及其原因、穩(wěn)定性穩(wěn)定性的有關(guān)概念和包含的內(nèi)容的有關(guān)概念和包含的內(nèi)容 參考書目：參考書目： 余志生余

13、志生.汽車理論汽車理論.P81-83、P134 2. 傳動系各擋傳動比的選擇傳動系各擋傳動比的選擇 （1）等比數(shù)列傳動比等比數(shù)列傳動比分配方式分配方式 汽車傳動系汽車傳動系各擋的傳動比大體上是按等比級數(shù)分各擋的傳動比大體上是按等比級數(shù)分配的配的即即式中，式中，q為常數(shù)，是各擋之間的公比，故得為常數(shù)，是各擋之間的公比，故得各擋傳動各擋傳動比為比為 汽車變速器各擋位汽車變速器各擋位傳動比傳動比采用采用等比數(shù)列等比數(shù)列分配方式的分配方式的優(yōu)點優(yōu)點是：是：充分利用了充分利用了發(fā)動機的功率，發(fā)動機的功率，使各擋位均具有適當?shù)氖垢鲹跷痪哂羞m當?shù)暮髠涔髠涔β?，率，提高了汽車的提高了汽車的動力性；動力性?/p>

14、在在換擋時換擋時，發(fā)動機總是在，發(fā)動機總是在同一轉(zhuǎn)同一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，便于駕駛員完便于駕駛員完成換擋過程成換擋過程；便于和；便于和副變速器副變速器結(jié)合構(gòu)成結(jié)合構(gòu)成更多擋位的變速器。更多擋位的變速器。 1）等比數(shù)列傳動比分配方式）等比數(shù)列傳動比分配方式換擋過程分析換擋過程分析 設換擋過程中設換擋過程中車速沒有降低車速沒有降低。 a.在發(fā)動機的在發(fā)動機的外特性圖上外特性圖上，據(jù)公式，據(jù)公式畫出畫出每個擋位的每個擋位的車速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速車速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 b.擋擋時發(fā)動機時發(fā)動機轉(zhuǎn)速升到轉(zhuǎn)速升到n2時時所所對應的車速對應的車速為為 換上換上擋時擋時，發(fā)動機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速

15、降至轉(zhuǎn)速降至n1，相應的相應的車速車速ua2仍仍應等于應等于ua1，即即故故離合器離合器才能無才能無沖擊地沖擊地接合。接合。 c.在在擋時擋時，發(fā)動機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速升到轉(zhuǎn)速升到n2換換擋擋，應把發(fā)動，應把發(fā)動機機轉(zhuǎn)速降到轉(zhuǎn)速降到n1才能才能無沖擊地接合離合器無沖擊地接合離合器，應有，應有 由于各擋傳動比是由于各擋傳動比是按等比級按等比級數(shù)分配數(shù)分配的，即的，即故故即即 由此可見由此可見，若每次發(fā)動機都是，若每次發(fā)動機都是提高到轉(zhuǎn)速提高到轉(zhuǎn)速n2換擋，換擋，只要發(fā)動機只要發(fā)動機都降到同一低轉(zhuǎn)速都降到同一低轉(zhuǎn)速n1，離合器就能無沖擊地離合器就能無沖擊地接合接合。即即發(fā)動機總在發(fā)動機總在同一轉(zhuǎn)速范圍同

16、一轉(zhuǎn)速范圍n1n2內(nèi)工作內(nèi)工作，方便方便駕駛員起步加速操作駕駛員起步加速操作。 2）等比數(shù)列傳動比分配方式）等比數(shù)列傳動比分配方式充分利用發(fā)動機充分利用發(fā)動機的功率的功率，提高了汽車的，提高了汽車的動力性動力性 當汽車當汽車需要大功率需要大功率時，若排擋選擇恰當，時，若排擋選擇恰當，具有具有按等比級數(shù)分配傳動比按等比級數(shù)分配傳動比的變速器，的變速器，能使發(fā)動機能使發(fā)動機經(jīng)常經(jīng)常在接近在接近外特性最大功率處外特性最大功率處的大功率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，從的大功率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，從而而增加了汽車的后備功率增加了汽車的后備功率，提高了汽車的加速或上提高了汽車的加速或上坡能力坡能力。 3）等比數(shù)列傳動比分配方式便于和）等比數(shù)列傳動比分配方式便于和副變速器副變速器結(jié)合構(gòu)成更多擋位的變速器結(jié)合構(gòu)成更多擋位的變速器 例如一具有例如一具有5擋位擋位的的主變速器主變速器，各擋間的公比各擋間的公比為為q2，其，其傳動比序列為傳動比序列為1、q2、q4、q6、q8。若結(jié)。若結(jié)合一合一后置兩擋副變速器后置兩擋副變速器，其，其傳動比為傳動比為1、q，便可構(gòu)，便可構(gòu)成一具有成一具有10擋位擋位的變速器，的變速器，各擋間