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第三章 汽车动力装置参数的选定 摘要 汽车动力装置参数包括发动机的功率和传动系的传动比。它们对汽车的动力性与燃油经济性有很大影响。在确定参数时，必须充分考虑到满足这两个基本性能的要求。此外还要注意满足驾驶性的要求。 本章将对汽车动力装置参数选定的意义做一概括性论述，并具体讨论发动机的功率、传动装置参数的初步选择依据及按燃油经济性—加速时间曲线进一步确定这些参数的方法，最后通过具体实例应用这些方法。 引言 追求最佳经济性和最大动力性共存，是工业发展的恒久主题最佳经济性和最大动力性 （3－1） 所选发动机的最大功率应满足上式的计算结果，但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低，影响汽车的燃油经济性。 2．用比功率确定发动机最大功率 所谓比功率是指单位汽车总质量所具有的发动机功率，其常用单位为kw／t； 比功率可用下式计算 （3－2） 式中 m——汽车的总质量，kg。 统计资料表明，货车的比功率一般在7.35kw/t以上，其中轻型货车的比功率可达26～40kW／t 。重型自卸车因车速较低，故比功率较小。轿车的车速高，其比功率一般远大于货车，但因各种轿车的动力性能差异很大，因此其比功率的变化范围也较大，通常在20～100kW／t之间。对于货车来说，通常根据自身的总质量即可选定比功率的大小。而轿车除了质量因素外，还要考虑最高车速的因素，方能选定比功率。 我国的国家标准“机动车运行安全技术条件”(GB7258—1997)规定，在道路行驶的汽车，其比功率应不小于4.8kW／t，以免因部分车辆动力性能太差而影响整个道路交通的畅通。 在确定了发动机最大功率后，还要考虑发动机最大功率时的转速np的大致范围，以便更好地选择合适的发动机。np的范围可根据发动机类型、最高车速、发动机最大功率等因素来选定；通常汽油机的np在3000～5800r／min之间，柴油机的np在1800～4000r／min之间。轿车和轻型货车的np偏高，中型货车则偏低，重型货车柴油机的np则更低些。 第二节 传动系最小传动比的确定 传动系最小传动比就是系统中的各总成最小传动比之乘积，对于没有分动器和副变速器的汽车而言，传动系最小传动比等于变速器最高档传动比与主减速器传动比i0的乘积。下面将讨论变速器最高档为直接档时的传动系最小传动比i0的确定。 i0的选择应首先满足汽车最高车速的要求，同时还要兼顾汽车的加速能力、爬坡能力和燃油经济性，最终还要符合主减速器齿轮的齿数比。 假没有三个i0可供选择，且i01＞i02＞i03，三者所对应的最高车速虽不尽相同，但都能满足要求，其中与i02对应的发动机功率曲线在最大功率处与阻力功率曲线相交，其最高车速最高，见图3—1。下面对三种选择作一分析比较。 图3－1 i0改变时的功率平衡图 (1)选用i01，汽车的后备功率较大，动力性较好。但因发动机的功率利用率降低，有效燃油消耗率增大，因而汽车的燃油经济性较差。 (2)选用i02，则汽车的动力性较差，而燃油经济性较好。 (3)选用i03，其最高车速大于上述两种选择，动力性和燃油经济性均介于二者之间。 若发动机最大功率时的车速用up表示，相应的最高车速为uamax。过去，多数汽车所选的i0，使uamax略大于up，见图3—l中i01曲线，或使uamax等于up，见图3－1中i02曲线。近年来，为了提高汽车的燃油经济性，出现了减小传动系最小传动比的趋势，使uamax略小于up，如图3—1中i03曲线。有的装有五挡变速器的汽车，五档时的最高车速反而略低于四档时的最高车速。统计资料表明，现代汽车的up/uamax值在0.72～1.43之间。设计人员可根据汽车的类型、用途和要求最终确定i0的值。 为了使汽车获得较高的平均车速，还要求汽车以最高档行驶时具有一定的爬坡能力。因此，在确定传动系最小传动比时，应考虑满足最高档动力因数D0max的要求。例如，中、重型货车的推荐值一般为D0max＝0.04～0.08，中级轿车D0max＝0.1～0.15。 当最高档为直接档时，i0与D0max的关系可用下式计算 （3－3） 式中 Ttqmax——发动机最大转矩，N·m； uat——汽车以最高档行驶时，发动机发出最大转矩时的车速，km/h。 第三节 传动系最大传动比的确定 对于普通汽车而言，传动系最大传动比等于变速器头档传动比ig1与主减速器传动比i0的乘积。一旦i0选定后，剩下的问题就是如何确定变速器头档传动比ig1