汽车专业英语 教学课件 作者 宋进桂_ 11.doc

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1、第11章汽车设计11.1传动比的选择——变速器与车辆的匹配知道变速器传动比的选择常常受到传动比是否可得到和已经在生产的制约是很重要的。出现这种情况的原因是在设计新的齿轮传动装置、为制造新部件而安装和调试设备方面都需要很大的资金投入。然而，在某些情况下，必须做出改动。这些情况包括更换发动机，如从汽油机改换为柴油机，或者是准备安装变速器的车辆其重量出现大幅度变化。显然，车辆制造商内部可用资金与相关批量将在这个决策中起着决定性的作用。在允许变动的情况下，也只限于一两个传动比，中间传动比不再改变，因而不用进行优化。最后，在考察怎样选择“理想”传动比之前，

2、还有一个传动比选择的限制因素就是齿轮设计本身。以一挡齿轮组为例，主动齿轮的最小极限尺寸为多大，才能经受齿轮箱内可能出现的冲击载荷。当确定一台特定的齿轮箱应该匹配什么样的传动比时，需要作出许多决策。对于手动变速器、自动变速器和机械式无级变速器而言，具有一个类似的过程。由于变矩器和（或）换挡程序图的作用，自动变速器和CVT具有更大的灵活性。除了传动比之外，这些都将影响到工作区内的任何工作点处的实际总传动比。必须考虑的因素有：·车辆性能要求；·车辆重量、滚动阻力和其他参数；·变速器设计中的其他限制因素。·如果必须改变箱体，在车辆内的和对发动机附件的封装

3、限制；·可用性——如上面所讨论的。车辆的性能只不过就是最高车速和加速度。1.最低挡传动比的选择——1挡这个传动比将决定着车辆的起步性能，其大小取决于：·要求的爬坡度——最坏情况；·车辆的总重量（满载）；·需要的任何挂车的重量；·发动机低速特性——即，对于增压发动机而言，有效进气“增压”的最低发动机转速。2.最高挡传动比的选择——乘用车一般为五挡·发动机特性；·巡航车速的经济性要求；·挡位性能——在超车中驾驶员期望换挡吗？·最高挡或次高挡（通常为4挡）能够获得的最高车速——最高挡为超速挡吗？通常，将几个中间挡间隔开，以便在两个极端传动比中间提供均匀

4、舒适的分布。从理论上讲，传动比的选择常常在各挡之间提供一个恒定的车速增量或者是变化的车速增量（见图11-1）。通过利用恒定的速度增量，每当驾驶员升挡时，通过不变的转速变化量使发动机转速降低。例如，如果每当发动机达到譬如说3000r/min时，驾驶员就升挡并加速，那么，在每次升挡之后，发动机转速相同。在可变转速增量的情况下，情况就不是这样，通常情况下，随着换入更高的挡位，每次换挡时的发动机转速的变动会逐渐变小。下面的图就说明这一点。图中升挡点不变，当然，实际上显然不必如此。特定车辆对所选择的变速器的要求或限制可能会改变这种传动比间隔状况，其中的主要

5、原因是：·复杂性要求——现有的传动比组合会限制在新车上的传动比选择机会，特别是对于较小生产批量的汽车；·挡位加速性要求——在某些车速下具有特别的特性要求，例如，不用过多的换挡来获得0~60mph(英里/小时)/100kph(千米/小时)的加速时间；·变速器壳体对齿轮尺寸的限制；·排放和燃油经济性要求，即在法定的驾驶循环期间的发动机状况。·在特定的发动机转速或传动轴转速时的品质问题。图11-1逐渐改变传动比时的发动机转速与车速的关系实际上，所有的这些因素都将影响到传动比的选择，并可能导致对某一给定的车辆，在计算的“理想”传动比组合与现有车辆可以使用

6、的传动比组合之间进行折衷。3.变速器与车辆匹配中应考虑的问题（举例）在这个例子中，我们将探讨为一辆道路车辆（本例中为一辆4×4车辆）设计一台变速器时需要考虑的某些因素。首先来考虑一下图11-2中该4×4车辆的滚动阻力。设轮胎的滚动半径为0.375m,因此可以计算出一定范围内的任何车速下在车轮处所需要的转矩。再考虑一下图11-3（这是一台大型汽油机的油耗图。为了反应最大转矩，可以经过等燃油流量曲线顶部绘出一条线。假设汽车变速器的某些参数为：主减速器传动比为4.2，五挡传动比为0.75，四挡为1.0，三挡为1.4。绘制120km/h（高速公路）的发动

7、机工况，并假设变速器系统损失为5%，从而将不同挡位下的发动机工况展示在图上。这个车速所要求的牵引力是1100N，这就等同于在车轮处需要413Nm（总）的转矩。从理论上讲，在我们的4×4例子中每个车轮处的名义转矩为103Nm。我们还可以计算出在这个车速下，车轮、变速器和发动机的转速。前面的滚动半径就意味着车轮每滚动424转，汽车就会行驶1km。这就意味着车速为120km/h时的车轮转速为848r/min。根据这些数字，就可以计算出给出对应于各个挡位在120km/h时的发动机转矩和转速。在各个挡位时的发动机工作点表明，随着车辆换入4挡和5挡，发动机转

8、速下降，转矩增加，而指示燃油质量流量减小。正如我们所期望的，在高挡比在低挡时更省油。如果我们加一个传动比为0.6，甚至为0.5的“超速挡