第三章-動(dòng)力裝置分解.ppt

前面兩章內(nèi)容的回顧,根據(jù)第一章功率平衡的原理，汽車的后備功率用于汽車的加速和爬坡。,給出了一定的動(dòng)力性指標(biāo)，必須要有相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率才能夠?qū)崿F(xiàn),發(fā)動(dòng)機(jī)本身功率足夠只是必要條件，還要能夠發(fā)揮出來才能夠達(dá)到目的,前面兩章內(nèi)容的總結(jié),根據(jù)第二章，知道汽車行駛的負(fù)荷率影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，負(fù)荷率越低，經(jīng)濟(jì)性越差,汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定,3.1發(fā)動(dòng)機(jī)功率3.2最小傳動(dòng)比3.3最大傳動(dòng)比3.4變速器檔數(shù)及其傳動(dòng)比3.5動(dòng)力傳動(dòng)系匹配,第三章汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定,動(dòng)力裝置功能：提供原動(dòng)力，使汽車行駛動(dòng)力裝置組成：發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系（包括車輪）發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器經(jīng)常連接在一起，有時(shí)候稱為動(dòng)力總成發(fā)動(dòng)機(jī)：是動(dòng)力源，和其它機(jī)械的動(dòng)力源一樣最主要參數(shù)：功率其它參數(shù)：轉(zhuǎn)矩、外特性等傳動(dòng)系：配合發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮其功率,兩種車型的參數(shù)對比奧迪和紅旗,奧迪,紅旗,兩種車型的參數(shù)對比奧迪和紅旗,3.1發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選定,汽車動(dòng)力性主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率決定，并受傳動(dòng)系和外力（附著力）限制的。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一般根據(jù)動(dòng)力性進(jìn)行選擇，再從經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行復(fù)核和校正。動(dòng)力性的三個(gè)評價(jià)指標(biāo)中，最高車速反應(yīng)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的要求，也間接的反應(yīng)了汽車的加速爬坡能力,新一代保時(shí)捷911GT3，最大功率415馬力，最高車速達(dá)到310km/h，從靜止加速到100km/h只需4.3s,法拉利612搭載5.7升V12引擎，最大馬力為540hp/7250rpm，扭力60kgm/5250rpm，0-100km/h的加速可在4.2秒內(nèi)完成，極速則是在315km/h以上,1根據(jù)最大車速uamax選擇Pe,3.1發(fā)動(dòng)機(jī)功率的確定,2根據(jù)汽車比功率（單位汽車質(zhì)量具有的功率，kW/t）,3.1發(fā)動(dòng)機(jī)功率的確定,中型貨車的比功率約為10kw/t,其中Ff約占40。,A/m項(xiàng)，m增加，A增加有限，因此，A/m隨總質(zhì)量的增加而減少。,3、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求有的國家對汽車的比功率有規(guī)定，以保證路上行駛的汽車動(dòng)力性不低于一定的水平，防止阻礙正常交通流。比如我國的GB7258-2004規(guī)定：農(nóng)用運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率限值為4kW/t，其它機(jī)動(dòng)車為5kW/t（標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：比功率為發(fā)動(dòng)機(jī)最大凈功率(或0.9倍的發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率或0.9倍的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率)與機(jī)動(dòng)車最大允許總質(zhì)量之比。有些車型要達(dá)到相應(yīng)的等級，也需要具備相應(yīng)的比功率。比如根據(jù)JT/T325-2006營運(yùn)客車類型劃分及等級評定，高三級特大型客車的比功率要不小于13kW/t4、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。5、轎車：情況不一樣，根據(jù)總質(zhì)量與預(yù)期車速，參照同類型車確定還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)附件所需要的功率,對于轎車，情況不一樣，動(dòng)力性（最高車速）)相差很大，比功率也相差很大,補(bǔ)充：很多情況下轎車的最高車速不具有實(shí)用價(jià)值，所以也經(jīng)常根據(jù)其0-100km/h加速性能確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率,發(fā)動(dòng)機(jī)外特性對汽車行駛穩(wěn)定性有影響,發(fā)動(dòng)機(jī)特性（最大轉(zhuǎn)矩）對其工作穩(wěn)定性影響,發(fā)動(dòng)機(jī)特性（最大轉(zhuǎn)矩處轉(zhuǎn)速）對其工作穩(wěn)定性影響,發(fā)動(dòng)機(jī)特性（對高速性能影響）對其工作穩(wěn)定性影響,式中:Temax為最大轉(zhuǎn)矩（Nm）；a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般在1.11.3之間選?。籔emax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（kW）；np為最大功率轉(zhuǎn)速（r/min）。,Temax計(jì)算:,轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)：標(biāo)志著汽車行駛阻力增加時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿外特性自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩定能力對在山區(qū)行駛的車，a大些是很適宜的對于高速車，在最大轉(zhuǎn)矩相同的情況下，a小些使得轉(zhuǎn)矩平坦一些，高速動(dòng)力性好些,Temax影響加速性能、爬坡性和最大動(dòng)力因數(shù),2最大轉(zhuǎn)矩Temax及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速nT,nT、np之間應(yīng)該保持適當(dāng)?shù)年P(guān)系，如果nT過于接近np則使得直接擋最低穩(wěn)定車速偏高，在通過繁忙的交叉路口時(shí)換擋次數(shù)增加。有轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)：,發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)系數(shù)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)x轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)F,一般np/nT、1.4(1.42.0發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)保證)，,F越大則發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性越好,發(fā)動(dòng)機(jī)要和變速器相匹配才能夠獲得較好的性能,最大轉(zhuǎn)矩Temax相應(yīng)的轉(zhuǎn)速nT,液力自動(dòng)變速器（AT，采用液力變矩器）能夠改善汽車的穩(wěn)定性,高轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)：在一定范圍內(nèi)保持大致不變的功率，也稱等功率發(fā)動(dòng)機(jī),奔馳公司的OM402LAI/1增壓發(fā)動(dòng)機(jī),等功率發(fā)動(dòng)機(jī)具有比較理想的特性,奔馳公司的OM402LAI/1增壓發(fā)動(dòng)機(jī),1982年奧迪1001.8L轎車發(fā)動(dòng)機(jī)外特性,奔馳公司的OM402LAI/1增壓發(fā)動(dòng)機(jī),一汽給出的奧迪1001.8L轎車發(fā)動(dòng)機(jī)外特性,一汽給出的紅旗CA7220轎車發(fā)動(dòng)機(jī)外特性,奔馳公司的OM402LAI/1增壓發(fā)動(dòng)機(jī),一汽給出的奧迪100發(fā)動(dòng)機(jī)特性,奔馳公司的OM402LAI/1增壓發(fā)動(dòng)機(jī),一汽給出的奧迪100發(fā)動(dòng)機(jī)特性,奧迪016系列的兩種變速器（摘自紅旗）,奧迪016系列的兩種變速器（摘自紅旗）,奧迪016系列的兩種變速器的性能匹配對比（摘自紅旗）,奧迪016系列的兩種變速器的性能匹配對比（摘自紅旗）,奧迪016系列的兩種變速器的性能匹配對比（摘自紅旗）,3.2最小傳動(dòng)比的選擇,轎車四檔和五檔(超速檔)變速器中，各檔使用時(shí)間的典型百分比如表77。,汽車大部分時(shí)間以高擋行駛，其選擇很重要,3.2最小傳動(dòng)比的選擇,路程系數(shù),扭矩系數(shù),(1)、最小傳動(dòng)比與最高車速的關(guān)系,3.2最小傳動(dòng)比的選擇,（2）、最小傳動(dòng)比與后備功率,3.2最小傳動(dòng)比的選擇,1,2,3,4,5,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，,在選擇最小傳動(dòng)比時(shí)，要考慮最高檔（直接檔）有足夠的動(dòng)力性，即動(dòng)力因數(shù)。,主減速器傳動(dòng)比過小，會(huì)造成汽車運(yùn)行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率過大，反而不利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。選擇最小傳動(dòng)比，使得既能保證汽車的動(dòng)力性，也能有合適的燃油經(jīng)濟(jì)性。（3）、最小傳動(dòng)比還受到駕駛性能的限制。最小傳動(dòng)比過小，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)；過大時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度高，噪聲大,第二節(jié)最小傳動(dòng)比的選擇,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n/ua值。這對選擇轎車最小傳動(dòng)比是有參考價(jià)值的,物理意義：保證單位質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)力,第三節(jié)最大傳動(dòng)比的選擇,1、最大爬坡度(貨車)加速能力（轎車）2、最低穩(wěn)定車速（越野車）3、附著力,越野車最低穩(wěn)定車速,轎車（手動(dòng)）,過去美國3擋，歐洲4擋,現(xiàn)在為了省油，一般5擋，也有6擋,輕中型貨車,一般5擋,重型貨車,一般6到十幾個(gè)擋,越野車,使用條件復(fù)雜，擋位數(shù)較同噸位的普遁貨車常多一倍左右,多擋一般采用主副變速器的方案,變速器擋數(shù)和各擋傳動(dòng)比,擋數(shù)：影響動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、復(fù)雜性、傳動(dòng)比間隔,汽車各檔傳動(dòng)比大體采用等比級數(shù)分配。,按照等比級數(shù)分配傳動(dòng)比的優(yōu)點(diǎn)1：,可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在一定范圍n1-n2內(nèi)工作，有利于換擋：換擋過程分析,若每次均將轉(zhuǎn)速提高到n2換檔，只要發(fā)動(dòng)機(jī)降低到n1，離合器就能無沖擊地接合。由于符合人的操作習(xí)慣，這樣布檔能方便駕駛員加速時(shí)換檔操作。,按等比級數(shù)分配傳動(dòng)比也在于可充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。汽車需要大功率時(shí)，若檔位傳動(dòng)比分配得當(dāng)，就可使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。從而相對增加汽車后備功率，提高汽車加速和爬坡能力。這對于比功率較小的大貨車尤為重要,按照等比級數(shù)分配傳動(dòng)比的優(yōu)點(diǎn)2：,汽油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速一般不大于最大功率轉(zhuǎn)速的1012%，柴油機(jī)也類似,補(bǔ)充1：還可以用損失功率最小為目標(biāo),在各種車速下都能夠發(fā)揮出最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率的匹配是最理想的。所以有人稱等功率發(fā)動(dòng)機(jī)特性為理想發(fā)動(dòng)機(jī)特性實(shí)際匹配無法完全滿足理想特性，有一定損失，損失越小越好,補(bǔ)充2：還可以用損失驅(qū)動(dòng)力最小為目標(biāo),也就是驅(qū)動(dòng)力最大，爬坡度最大,當(dāng)然也可以用加速度最大，加速時(shí)間最短為目標(biāo),按等比級數(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,按照等比級數(shù)分配傳動(dòng)比的優(yōu)點(diǎn)3：,主變速器i1,副變速器i2,總傳動(dòng)比ii1i2,實(shí)際傳動(dòng)比的分配,考慮到高擋利用率較高，所以高擋位之間的傳動(dòng)比差別比低檔位小，實(shí)際上常有下面的關(guān)系：,對貨車可以同時(shí)兼顧動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性轎車更好的兼顧經(jīng)濟(jì)性,MPG,第5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),加速時(shí)間小,好,加速時(shí)間大,好,只確定i0,MPG,第5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),加速時(shí)間小,好,加速時(shí)間大,好,只確定i0,汽車動(dòng)力裝置（總成）,汽車動(dòng)力裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系,汽車動(dòng)力裝置參數(shù)指主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)功率和傳動(dòng)系傳動(dòng)比,對動(dòng)力裝置進(jìn)行優(yōu)化（折衷），以滿足汽車對動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性以及汽車駕駛性的要求。,汽車功率平衡圖,還可以根據(jù)汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖求負(fù)荷率和后備功率,驅(qū)動(dòng)力Ft,a,b,C,D,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性要求很大程度上是相互矛盾的,汽車動(dòng)力性主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率決