3.4 传动系挡数与各挡传动比的选择
3[1].2传动比的选择
![3[1].2传动比的选择](https://img.taocdn.com/s3/m/8977174833687e21af45a94d.png)
16
第三章 汽车动力装置的选择
第二节 传动比的选择
一些常见车型传动比的比值 车型
奥迪3.0 现代XG 马自达6 奥迪TT
ig1/ig2
1.719 1.770 1.788 1.820
ig2/ig3
1.429 1.463 1.505 1.57
ig3/ig4
1.357 1.392 1.286 1.343
7
第三章 汽车动力装置的选择
第二节 传动比的选择 第二节 最小传动比的选择
根据每千克车
质量的发动机排量
毫升值，查出允许 的最小 n / ua 值，对 于选择轿车最小传 动比有参考价值。
8
第三章 汽车动力装置的选择
第二节 传动比的选择
二、最大传动比的选择
思考 传动系最大传动比 i
max
主要用于什么工况？
满足汽车的最大爬坡度αmax； 满足汽车的最低稳定车速uamin ； 满足汽车加速时间的要求；
满足汽车的附着条件 FX max F 。
9
第三章 汽车动力装置的选择
第二节 传动比的选择
一、保证最大爬坡度
当汽车低速爬坡时 FW= 0， Fj = 0
imax
Ft max Ff Fi max
动力性：挡位数多，增加了发动机发挥最大功率
附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。 燃油经济性：挡位数多，增加了发动机在低燃油
消耗率转速区工作的可能性，降低了油耗。
比功率大→ 挡位数少（阻力靠后备功率克服）。 比功率小→ 挡位数多（阻力靠变换挡位克服）。 重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路 面条件复杂，it max / it min大，挡数较多。
itmin i0 itmin 的确定→ i0的确定
汽车一档传动比取值范围
汽车一档传动比取值范围汽车的传动系统是汽车动力传递的重要组成部分，而传动比则是决定汽车性能和燃油经济性的关键参数之一。
传动比可以理解为发动机转速和车轮转速之间的比值，它决定了发动机输出动力的大小和车辆的速度。
在汽车一档传动比的取值范围中，有着一些设计原则和实际应用的考虑。
一档传动比通常是最小的传动比，用于车辆起步和低速行驶。
下面我们将从不同角度来探讨一档传动比的取值范围。
一档传动比的取值范围与发动机的最低转速和最大扭矩有关。
一档传动比应该能够提供足够的起步动力，以确保车辆能够平稳起步。
同时，一档传动比也应该能够将发动机的最大扭矩转化为最大的牵引力，以提供足够的加速能力。
因此，一档传动比的取值范围通常会根据发动机的特性进行调整。
一档传动比的取值范围还会受到车辆的用途和行驶环境的影响。
对于城市道路行驶的小型汽车来说，一档传动比的取值范围通常会较小，以提供更好的起步和加速性能。
而对于越野车或大型货车来说，一档传动比的取值范围会较大，以提供更大的起步力和爬坡能力。
一档传动比的取值范围还会受到车辆的重量和轮胎的规格影响。
较重的车辆通常需要更大的起步力才能平稳起步，因此一档传动比的取值范围会相应增大。
而规格较大的轮胎则需要更大的转矩来提供足够的牵引力，因此一档传动比的取值范围也会相应增大。
一档传动比的取值范围还会受到驾驶员的驾驶习惯和个人偏好的影响。
一些驾驶员喜欢迅速起步和加速，他们可能会选择较小的一档传动比，以提供更大的动力输出。
而一些驾驶员注重燃油经济性和平稳驾驶，他们可能会选择较大的一档传动比，以降低发动机转速和燃油消耗。
汽车一档传动比的取值范围是一个综合考虑多种因素的结果。
它既要满足发动机的特性和车辆的用途需求，又要考虑驾驶员的个人喜好和行驶环境的影响。
只有在合理的一档传动比取值范围内，才能实现汽车的平稳起步、良好的加速性能和燃油经济性。
因此，在设计和选择汽车传动系统时，一档传动比的取值范围需要得到充分的考虑和调整，以实现最佳的性能和驾驶体验。
《汽车理论》教案3-汽车动力装置参数选择
ig1 ≥ ig 2 ≥≥ ign1
各挡传动比分布关系应为： ig2 ig3
ign
原因分析 各种车型变速器传动比实例 本章重点内容，各挡传动比先按等比级数分配而后按降比分配 的原因是学生应掌握的重点，应结合实例重点分析。 本章另一重点是让学生理解汽车动力装置参数的选择顺序，不 能调换。
1-3 章习题课习题
2
《汽车理论 A》教案
作业题
主要参考 资料
备注
1、汽车比功率是何含义？如何利用比功率来确定发动机应有功率？ 2、选择主减速器传动比 i0 时，应考虑哪些问题？ 3、如何确定汽车变速器Ⅰ挡传动比？ 4、汽车变速器各挡传动比是如何分配的？ 5、教材课后习题 3.1（编程题）。 1. 《汽车理论》，主编：余志生，机械工业出版社，2009.3，第 5 版 2. 《汽车理论》，主编：杨万福，华南理工大学出版社，2010.8，第 1 版 3.《车辆动力学基础》，著：Thomas D. Gillespie，清华大学出版社，2006.12 4.《汽车动力学》第 4 版，著：Manfred Mitschke，清华大学出版社，2009.12 5.《汽车工程学Ⅰ汽车纵向动力学（英文版）》，著：Henning Wallentowitz，机 械工业出版社，2009.8
f
cosmax sinmax )r Ttq max i0T
（3）附着条件（5’）
1
《汽车理论 A》教案
Ttq max ig1i0T r
≤FZ
（4）最低稳定车速（10’）
最低稳定车速的定义与意义
根据最低稳定车速调整传动系最大传动比
本章重点内容。应让学生再次深入理解汽车驱动-附着条件
武汉理工汽车理论1-4章课堂思考题 有答案
Ft Ff Fi FW Fj
或
Ttq i0igT r
2 CD Aua du Gf cos G sin m 21.15 dt
汽车整车上坡加速行驶时的受力分析？ 答：受力分析基本步骤： 1）垂向 2）纵向 3）力矩 4）检查四项阻力
什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽 车动力性的3个评价指标？
哪些情况汽车的附着率较大？
答：1）加速上坡行驶时；
2）高速行驶时。
什么是汽车功率平衡图？通常用功率平衡图来分 析汽车的什么性能？ 答：以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动 机功率Pe（由外特性决定的）、汽车经常遇到的 P P 阻力功率 对车速的关系曲线绘在坐标图上， 即得到功率平衡图。
答：汽车在各挡的动力因数与 车速的关系曲线称为动力特 性图。分析汽车动力性时常 在动力特性图上作出滚动阻 力系数曲线f-ua 。 如右图为四挡变速器汽车的 动力特性图。分析汽车动力性 的步骤为：
什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个 评价指标？ 答：1）最高车速：f线与最高 挡D-ua曲线的交点处的车速 即为汽车的最高车速； 2）最大爬坡度：D曲线与f线 间的距离即表示汽车上坡能 力，计算方法为： D max f cos max sin max 解得： 2 2
汽车的传动系统由哪些部件组成？ 什么是发动机的外特性和使用外特性？ 传动系的机械效率受哪些因素影响？ 轮胎型号195/55 R15 89H是何含义？ 由轮胎型号195/55 R15 89H如何计算车轮名义 半径？
汽车的传动系统由哪些部件组成？ 答：汽车的传动系统由离合器、变速器（自动变速 器无离合器）、副变速器（含分动器）、万向传 动装置、驱动桥（主减速器、差速器、半轴）、 轮边减速器等组成。 什么是发动机的外特性和使用外特性？ 答：发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量 位置）时的速度特性称为发动机的外特性。带上 全部附件设备时的发动机外特性称为使用外特性。 注意：驱动力图中的驱动力曲线是由外特性曲线转 化过来的。
变速器传动比汽车变速器各挡传动比是如何分配的
变速器传动比汽车变速器各挡传动比是如何分配的变速器传动比汽车变速器各挡传动比是如何分配的?2010-12-10汽车变速器各挡传动比是如何分配的?传动系位于发动机与驱动轮之间,它可使发动机输出的动力特性适合于在各种工况下汽车行驶的需要,使汽车能正常行驶。
最常见的是机械式传动系,液力机械传动系用于大型客车。
高级轿车和各类工程车辆上。
电力传动比较少见,只用于大型矿山车辆上。
(-)机械式传动系1、组成主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥(包括主减速器、差速器、半轴和桥壳等)组成、在越野车辆上,还设有分动器。
负责将变速器的功力分回给各驱动桥。
2、各主要总成的结构特点(1)离合器：离合器位于发动机飞轮与变速器之间。
主动部分(压盘与离合器盖)固定于飞轮后端面,从动部分(摩擦片)位于飞轮与压盘之间,并通过中心的花键孔与变速器第一轴相连。
压紧部分位于压盘与离合器盖之间,利用其弹力将摩擦片紧紧地夹在飞轮与压盘之间,主从动部分利用摩擦力矩来传递发动机输出的扭矩。
分离机构由安装于离合器盖和压盘上的分离杠杆、套于变速器第一轴轴承盖套筒上的分离轴承以及安装于飞轮壳上的分离叉组成。
分离叉通过机械装置或者液压机构与驾驶室内的离合器踏板相连。
离合器是经常处于接合状态传递扭矩的,只有将离合器踏板踩了,分离机构将压盘后移与摩擦片分开而呈现分离状态。
此时扭矩传递中断,可以进行诸如起步、换档、制动等项操作作业。
当汽车传动系过载时,离合器会启动打滑,对传动系实现过载保护。
中型以下及部分大型车辆,多采用只有一片摩擦片的单片式离合器,部分大型车辆则采用双片式离合器,离合器的摩擦片直径越大,数目越多,所能传递的扭矩就越大,但分离时需要加在踏板上的力就要大些.在摩擦片上还设有扭矩减振器,以使传动系工作更加平稳。
传统结构的离合器压紧部分多采用一圈沿四周均布的螺旋弹簧。
数目多为8~16个不等。
虽然压紧可靠,但操纵离合器时比较费力,弹力也不容易均匀。
汽车一档传动比取值范围
汽车一档传动比取值范围在汽车的传动系统中，一档传动比被认为是最重要的一个档位。
它直接影响着汽车的起步性能和燃油经济性。
一档传动比的取值范围是多样的，不同的车型和用途会有不同的设定。
本文将探讨一档传动比取值范围的意义和影响。
一档传动比通常是通过齿轮比来实现的。
它是指发动机输出轴的转速与汽车轮胎的转速之比。
一般来说，一档传动比较小，意味着发动机转速相对较高，可以提供更大的驱动力，适合用于起步和爬坡等需要较大扭矩的情况。
而一档传动比较大，发动机转速较低，可以提供更高的车速，适用于高速行驶或经济性要求较高的情况。
一档传动比的取值范围在不同的车型和用途中有所差异。
对于轿车和城市代步车而言，一般的一档传动比范围在2.5至4之间。
这个范围可以满足城市道路的起步需求和燃油经济性要求。
而对于越野车和SUV等需要较强爬坡能力的车型，一档传动比可能会更小，甚至低于2。
这样可以提供更大的驱动力，应对复杂的地形和陡坡。
一档传动比的取值范围也会受到发动机的特性和输出扭矩曲线的影响。
如果发动机的扭矩曲线在低转速时就达到峰值并保持平稳，那么一档传动比可以取得较大，以提供更高的车速。
而如果发动机在低转速时扭矩输出较低，需要较高的转速才能达到峰值，那么一档传动比就需要较小，以提供更大的驱动力。
一档传动比的取值范围还受到驾驶习惯和个人偏好的影响。
有些驾驶者喜欢迅速起步，他们会偏向于较小的一档传动比。
而有些驾驶者注重燃油经济性，他们会选择较大的一档传动比以降低发动机转速和燃油消耗。
在实际驾驶中，合理选择一档传动比非常重要。
如果一档传动比太小，发动机转速过高可能会造成噪音和磨损增加。
如果一档传动比太大，发动机转速过低可能会导致动力不足和起步困难。
因此，汽车制造商会根据车型和用途的要求来确定一档传动比的取值范围。
一档传动比的取值范围对汽车的性能和经济性有着重要影响。
不同的车型和用途会有不同的一档传动比设定，以满足起步和燃油经济性的需求。
合理选择一档传动比可以提升驾驶体验和燃油经济性，为驾驶者带来更好的驾驶感受和节能环保的出行体验。
5汽车动力装置参数的选定
i
i
1、保证最大爬坡度：汽车爬大坡时车速很低， 、保证最大爬坡度：汽车爬大坡时车速很低， 可忽略空气阻力， 可忽略空气阻力，汽车的最大驱动力为
或
r
t max
= F f + Fi max
Ttq max ig i0ηT
= Gf cosα max + G sin α max
G ( f co s a m ax + sin a m ax ) r 即 i g1 ≥ Ttq m ax i0η T
第一节 发动机功率的选择 第二节 最小传动比的选择 第三节 最大传动比的选择 第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择 利用燃油经济性－ 第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
第一节 发动机功率的选择
一、按最高车速确定发动机功率：设计中常 按最高车速确定发动机功率： 先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机 应有的功率。 应有的功率。最高车速虽然仅是动力性中的一个 指标， 指标，但它实质上也反映了汽车的加速能力与爬 坡能力。 坡能力。 这是因为最高车速越高， 这是因为最高车速越高，要求的发动机功率 越大，汽车后备功率大， 越大，汽车后备功率大，加速与爬坡能力必然较 好。
5、燃油经济性： 、燃油经济性：
• 选择最小传动比时不但要考 虑动力性， 虑动力性，也要考虑燃油经 济性。 济性。 • 通常选择 通常选择2 • 为保证有足够的后备功率， 为保证有足够的后备功率， 可选择较大的最小传动比 • 为了提高燃油经济性，则选 为了提高燃油经济性， 择较小的最小传动比。 择较小的最小传动比。
二、挡数多少的影响因素： 挡数多少的影响因素： 还影响到挡与挡之间的传动比比值。 挡数多少 还影响到挡与挡之间的传动比比值。比值过大会造成 换挡困难。一般认为比值不宜大于1.7~1.8。因此，如最大传动 换挡困难。一般认为比值不宜大于 。因此， 比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。 比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。 汽车的类型也影响挡位数： 汽车的类型也影响挡位数： 轿车：车速高，比功率大，高档的后备功率大，常采用3、 轿车：车速高，比功率大，高档的后备功率大，常采用 、4 个挡位； 个挡位； 中小型货车：比功率较小，一般采用4、 个挡位 个挡位； 中小型货车：比功率较小，一般采用 、5个挡位； 重型货车：比功率更小，一般采用6到 几个挡位 几个挡位， 重型货车：比功率更小，一般采用 到10几个挡位，以适应 复杂的使用条件，并使汽车有足够的动力性和良好的经济性； 复杂的使用条件，并使汽车有足够的动力性和良好的经济性； 越野汽车：使用条件最复杂， 越野汽车：使用条件最复杂，挡位数比同吨位的普通货车多 一倍（一般有副变速或分动器）。 一倍（一般有副变速或分动器）。 挡位数受变速器结构限制：挡位数增多，会使变速器结构复杂， 挡位数受变速器结构限制：挡位数增多，会使变速器结构复杂， 挡位数多的汽车常在变速器后接一个副变速器，使挡位数倍增。 挡位数多的汽车常在变速器后接一个副变速器，使挡位数倍增。
第四章 汽车动力装置参数选择
第三节 最大传动比的选择
G fcos max sin max r ig1 Ttq max i0T
以奔驰ML320越野汽车为例，计算满足最大爬 坡度要求前提下的传动系最大传动比。 已知参数：G ＝26950N；f ＝0.02； 30 ； ＝310 N m ；i0＝3.70； tq max 副变速器传动比 i ＝2.64；ηT＝0.90
轿车所占比例 3％ 17.5％ 74％ 5.5％
第二节 最小传动比的选择
2.最小传动比与驾驶性能
驾驶性能是指加速性、动力装置的转矩响应、
噪声和振动。
大排量发动机提供较大、较快、较平稳的转矩响应。 前置前驱动传动系转矩响应较前置后驱动好。 最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性 不好，出现噪声和振动。 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运 转的噪声大。
fg CD A 3 ua max ua 3.6ηT 76.14mηT max
比功率
第一节 发动机功率的选择
Audi A6 轿车的比功率
车型 A6 1.8 A6 1.8T 功率 /kW 92 110 整备质量 /kg 1525 1525 比功率
/(kW t 1 )
最高车速
/(km h 1 )
60 72
198 206
A6 2.4
A6 2.8
121
140
1560
1560
78
90
214
226
第一节 发动机功率的选择
Audi A6 轿车的比功率
第一节 发动机功率的选择
Audi A6与Bora 比功率的比较 （两车轴距相差337mm，质量相差170kg） 车型 Audi A6 1.8 Bora 1.8 功率 整备质量 比功率 /(kW t 1 ) 60 68 最高车速 /(km h 1 ) 198 202
同济汽车理论复习汽车动力性
1什么是汽车的动力性？其评价指标？评价指标能否互相替代？各个指标的影响因素有哪些？分别是怎样影响的？①汽车动力性指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。
②汽车最高车速；汽车的加速时间（加速能力）；汽车的最大爬坡度（爬坡能力）③汽车最高车速为最高档；加速时间是从最抵挡到最高档；汽车的最大爬坡度一档或者二档。
④ 1、发动机性能参数的影响发动机功率愈大，其后备功率也大，加速和爬坡性能必然好；而发动机转矩愈大，在传动系传动比一定时，最大动力因数较大，也相应的提高了汽车的加速和爬坡能力；2、汽车结构参数的影响传动效率直接影响汽车的动力性，传动效率越高，传动功率损失越小，传至驱动轮的有效功率越大，汽车的动力性就好。
主减速器传动比的大小，对汽车动力性有很大的影响。
降低空气阻力Cd*A ,可相应提高汽车动力性。
汽车总质量(轻量化提高动力性)，轮胎尺寸（驱动力与轮胎半径成反比，行驶速度与轮胎半径成正比）对汽车动力性均有重要影响。
3、汽车使用因素使用、维护情况（使用不当、不维护，动力性变坏），道路条件（差，动力性变坏）2驱动力：地面对车轮的反作用力即驱动汽车的外力发动机外特性曲线：发动机节气门全开时的发动机速度特性曲线（功率Pe~转速n，转矩Ttq~n，燃油消耗率b~n）发动机部分负荷特性曲线：节气门部分开启时的发动机转速特性曲线发动机使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线汽车的驱动力图：根据发动机的外特性确定的驱动力和车速之间的函数关系来全面表示汽车驱动力。
3传动系的功率损失：机械损失和液力损失直接档传动系功率损失比其他档小。
同一档位转矩增加，润滑油损失所占比例减少，传动效率增加转速低时搅油损失小，传动效率比转速高时要高。
4汽车的动力性受什么因素限制？驱动力、轮胎和地面附着条件5汽车行驶的驱动附着条件F f滚动F w空气F i坡道6附着利用率：汽车的附着力占四轮驱动汽车附着力的百分比。
传动比的操作流程
传动比的操作流程传动比是指驱动装置与被驱动装置之间的转速比值，它在机械传动系统中起着重要的作用。
以下是一个关于传动比操作流程的详细举例：假设我们有一个汽车变速箱，它的目的是根据不同的行驶条件提供不同的传动比。
操作流程如下：1.启动车辆：将车辆启动，使发动机运转。
2.选择挡位：根据行驶需求，将变速箱挡位选择器（如手动挡的换挡杆或自动挡的挡位按钮）移动到合适的挡位。
例如，在起步时，通常选择低挡位。
3.发动机转速与车速：发动机的转速会随着挡位的改变而变化。
低挡位时，发动机转速较高，车速较低；高挡位时，发动机转速较低，车速较高。
4.加速或减速：当需要加速时，驾驶员可以升挡，增加传动比，使发动机转速降低，同时提高车速。
减速时则可以降挡，减小传动比，增加发动机的扭力。
5.适应路况：根据道路条件和驾驶需求，选择合适的挡位。
例如，在上坡时可能需要较低的挡位以提供更多的扭力，而在平坦道路上可以使用较高的挡位以提高燃油效率。
6.换挡操作：在手动变速箱中，驾驶员需要手动换挡，通过踩离合器和操作换挡杆来改变挡位。
自动变速箱则会根据车速、油门踏板等传感器的信号自动换挡。
例如，当汽车在高速公路上行驶时，驾驶员可能会选择较高的挡位，以降低发动机转速并提高燃油效率。
而在爬坡或超车时，驾驶员可能会降挡，增加发动机扭力，以提供更多的动力。
传动比的操作流程可以根据具体的传动系统和设备有所不同，但基本原理是相同的。
选择合适的传动比可以优化动力输出、燃油经济性和性能。
在实际应用中，传动比的操作需要根据设备的设计和操作手册来进行。
希望这个例子能够帮助你更好地理解传动比的操作流程。
传动系统排挡范围
传动系统排挡范围传动系统是汽车发动机的重要组成部分，负责将发动机产生的动力传递给车辆的车轮。
传动系统中的排挡范围是指可以通过排挡杆或排挡按钮操作切换的不同驾驶模式或挡位，以满足不同驾驶条件下的需求。
下面将介绍传动系统排挡范围的相关内容。
传动系统的排挡范围通常分为手动和自动两种类型。
手动传动系统是指通过排挡杆来手动切换不同的挡位。
一般而言，手动传动系统的排挡范围包括一到六挡（有些车型还会有倒挡）。
一挡又称为低速挡，适用于起步和爬坡等低速行驶的情况。
二挡至六挡为高速挡，适用于在不同速度下的高速行驶。
切换挡位时，需要踩下离合器，切断发动机与传动装置的连接，然后通过拨动排挡杆将档位选择到相应位置，再松开离合器，使发动机与传动装置重新连接。
自动传动系统是指车辆会根据当前驾驶条件和驾驶者的需求自动选择合适的挡位。
一般而言，自动传动系统的排挡范围包括驾驶模式选择（如P、R、N和D）以及手动挡位模式（如M）。
在自动传动系统中，驾驶模式选择用于选择驾驶者希望车辆处于的状态，例如停车挡（P）用于停车时，倒挡（R）用于倒车时，空挡（N）用于启动发动机但不传动车辆等。
手动挡位模式用于在需要特定挡位时手动切换，例如在爬坡或者需要更高扭矩时更适合选择低挡位。
除了以上介绍的基本排挡范围外，一些高级车型还可能配备其他的驾驶模式或挡位，以适应不同驾驶条件。
例如，一些SUV车型可能会配备越野挡，通过增加车辆扭矩输出来应对复杂的越野环境。
另外，一些运动型车辆可能会配备运动挡位，通过延长换挡时间和提高发动机转速来提供更高的性能。
总之，传动系统排挡范围是指手动或自动传动系统中可以通过操作排挡杆或按钮切换的不同驾驶模式或挡位。
基本的排挡范围为一到六挡（或倒挡），手动排挡需要手动操作拨动排挡杆，而自动排挡会根据驾驶条件和需求自动选择合适的挡位。
此外，一些高级车型还可能配备其他特殊的驾驶模式或挡位，以满足不同的驾驶需求。
3.4传动系挡数与各挡传动比的选择
马自达6
奥迪TT
1.788
1.820
1.505
1.57
1.286
1.343
1.278
1.276
武汉理工大学汽车工程学院
8
思考题
• 传动系挡位数对动力性、经济性有何影响？ • 变速器各挡传动比为何要大致按照等比级 数分配？ • 变速器各挡传动比为何没有完全按照等比 级数分配？ • 什么是C曲线？
武汉理工大学汽车工程学院
ig 2 ig 3
n2 n1
n2 q n1
5
......
武汉理工大学汽车工程学院
等比级数分配优点分析 便于主变速器与副变速器的结合 一具有5挡的主变速器，各挡间的公比为q3， 其传动比序列为1、q3、q6、q9、q12。
若结合一三挡副变速器，其传动比为1、q 、
q2 ，便可构成一具有15挡位的变速器，各 挡间的公比为q，其传动比序列为1、q、q 2、
9
本知识点内容结束
下一知识点：制动性的评价指标
武汉理工大学汽车工程学院
10
比功率小→挡位数多（阻力靠变换挡位克服）。
重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路面 条件复杂，itmax/itmin大，挡数较多。
武汉理工大学汽车工程学院
2
二、各挡传动比的确定
1.各挡传动比的分配
变速器各挡传动比基本按等比级数分配，即
ig1 ig2
ig2 ig3
q
ig1 qig2 ig2 qig3 ig3 qig4
ig 3 ig 4
i 1.49 1.00 1.49 g 4 1.20 1.00 ig 5 0.83
7
武汉理工大学汽车工程学院
1-5章作业题解答-2014概论
代入有：
du ( dt )max
2.91m/s2
C1
FX 1 FZ1
Ff 2 FW Fi FZs1 FZw1
Fjw2
m
du dt
G du hg g dt L
G L
Iw2 r2
du dt
m
du dt
b cos hg sin
G du hg g dt L
Iw2 r2 Gb
du m du dt dt G du hg
解： ua
0.377
rn ig i0
，n
uaigi0 0.377r
701 4.08 0.377 0.35
2164.5r/min
Ft
Ff
Fw
Fi
Fj
，
Ttq ig i0T r
Gf
cos CD Aua2 21.15
G sin m du dt
Ttq
(Gf
cos
CD Aua2 21.15
G sin )r
32 30
3）计算等速百公里油耗 Qs
Peb 1.02ua g
35.8 216 1.02 60 7
18.05L /100km
2.3 教材课后习题 2.2。 试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。 答：挡位数无限多的无级变速器，使发动机可能总是在最大功率 Pemax 下工作，即具有与等 功率发动机汽车同样的动力性，改善了汽车的动力性。 使用挡数无限的无级变速器，在任何条件下都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能 性。显著提高了汽车的燃油经济性。
因此，实际上各挡传动比分布关系应为：ig1 ≥ ig2 ≥≥ ign1（注：也可以只回答后部分。）
ig 2 ig3
汽车理论第四章
ig1
mg(
f
cosmax sin max Ttqmax i0T
)r
货车的最大爬坡度约为30％，约为16.7°。
二、根据驱动轮与路面的附着力确定一挡传动比
Ft max
Ttqmax ig1i0T
r
F
通常取＝0.5 ~ 0.6
三、根据最低稳定车速确定一挡传动比
取ig1除了应满足要求外，还要考虑
有的国家对汽车的比功率有规定，以保证 路上行驶的汽车动力性不低于一定的水平， 防止阻碍正常交通流。
发动机选型
• 考虑因素
1．动力性指标 2．耐久性指标 3．经济性指标 4．重量指标 5．先进性指标
第二节 最小传动比的选择
一、最小传动比的选择
汽车大部分时间以 最高挡行驶，也就是用 最小传动比的挡位行驶 的，因此最小传动比的 选定是很重要的。
i0
Pe
i03
i02
i01
Pe ua max2
ua m ax3
ua m ax1
u p3 u p2 u p1
ua
不同时的汽车功率平衡图
选择不同的 i0 对汽车最高车速、汽车
的后备功率、汽车燃油经济性、汽车驾驶 性能有很大的影响。
（一）最高车速
（二）汽车的后x 选定最小传动比
2 .汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）
汽车比功率
1000 Pe m
fg
3.6T
ua max
CD A
76 .14 mT
u3 a max
占中4型0货％车。的比功率约为10kW/t,其中Ff约
A/m项，m增加，A增加有限，因此， A/m随总质量的增加而减少(2～3m2)。
汽车理论名词解释
1t F 2t F 3t F 4t F 5t F 全开部分开TtF0Ft汽车理论汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
三个评定指标：汽车的最高车速u amax 、汽车的加速时间t 、汽车的最大爬坡度 i max 。
u a 驱动力Ft ：发动机产生的转矩经传动系传到驱 动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F 0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力。
发动机转速特性:如将发动机的功率P e 、转矩T tq 以及燃油消耗率b 与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称发动机特性曲线。
带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。
一般，使用外特性与外特性相比：汽油机的最大功率约小15%； 货车柴油机的最大功率约小5%；轿车与轻型货车柴油机的最大功率约小10%。
传动系统功率损失可分为机械损失和液力损失两大类。
一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线Ft-u a 来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
tq g 0Tt T i i F rη=Ff+FW F f迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载时恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量。
影响滚动阻力系数的因素：（1）车速 （2）轮胎结构 子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%～30％；滚动阻力与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝）和橡胶品质有关。
（3）气压 气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。
（4）驱动力 （5）路面条件 （6）转向 离心力前、后轮产生侧偏力，侧偏力沿行驶方向产生分力，滚动阻力增加。
汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
随着车辆行驶速度的增加，空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力，在时速200km/h 以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。
汽车理论知识点
第一章 汽车的动力性 1.1 汽车的动力性指标１）汽车的动力性指：汽车在优异路面上直线行驶时，由汽车遇到的纵向外力决定的、所能达到的均匀行驶速度。
2）汽车动力性的三个指标：最高车速、加快时间、最大爬坡度。
3）常用原地起步加快时间与超车加快时间来表示汽车的加快能力。
4）汽车的上坡能力是用满载时汽车在优异路面上的最大爬坡度 imax 表示的。
货车的imax=30% ≈ 16.7 °,越野车的 imax= 60%≈ 31 °。
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力 1）汽车的行驶方程式F tF fF wF iF jT tq i g i0 TC A2duGf cosDu aG sinmrdtT tq i g i0 TC D A 2durGfu aGimdt2）驱动力 F t ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生 驱动力矩 T t ，驱动轮在 T t 的作用下给地面作用一圆周力 F 0 ，地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。
3）传动系功率 P T 损失分为机械损失和液力损失。
4）自由半径 r ：车轮处于无载时的半径。
静力半径 r s ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
转动半径 r r ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
5)汽车行驶阻力 : F F f F w F i F j6)转动阻力 Ff：在硬路面上，由轮胎变形产生；在软路面上，由轮胎变形和路面变形产生。
7）轮胎的迟滞损失指：轮胎在加载变形时所耗费的能量在卸载恢复时不可以完好回收，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这类损失称为轮胎的迟滞损失。
8）转动阻力系数 f 指：车轮在必定条件下转动时所需的推力与车轮负荷之比。
故Ff=W*f 。
9）驻波现象：在高速行驶时，轮胎走开地面后因变形所产生的歪曲其实不马上恢复，其节余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈显然的波涛形。
轮胎刚走开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
《汽车概论》课程教学大纲
《汽车概论》课程教学大纲《汽车概论》课程教学大纲一、《汽车概论》课程说明（一）课程代码：0216038（二）课程英文名称：Introduction to Vehicle（三）开课对象：机械工程学院本科各专业（四）课程性质：本课程是汽车类专业的专业选修课及各专业的公共选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握汽车性能的主要评价指标，汽车受力分析的基本方法，汽车传动系、汽车制动系统和汽车转向系设计的基础理论，为合理设计和正确使用汽车打下理论基础。
（五）教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握汽车性能的主要评价指标，汽车受力分析的基本方法，汽车传动系、汽车制动系统和汽车转向系设计的基础理论，为合理设计和正确使用汽车打下理论基础。
（六）教学内容：本课程主要研究汽车的动力性、燃油经济性、汽车动力装置参数的选定、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配：学时数： 32学时分数： 2 学分（八）教学方式：以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩、实验成绩和期末成绩评定，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章汽车的动力性教学要点：掌握汽车的动力性及其指标，汽车的驱动力和行驶阻力的意义、算法、影响因素，汽车的行驶方程及转动质量换算系数，汽车的驱动力-行驶阻力和功率平衡图，汽车的驱动与附着条件。
了解液力变矩器汽车的动力性。
教学时数： 4学时教学内容：第一节汽车的动力性指标第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、汽车的驱动力二、汽车的行驶阻力三、汽车行驶方程式第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图一、汽车的驱动力－行驶阻力平衡图二、动力特性图第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附着条件二、汽车的附着力与地面法向反作用力三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力四、附着率第五节汽车的功率平衡第六节装有液力变矩器汽车的动力性考核要求：1、汽车的动力性指标（识记）2、汽车的驱动力与行驶阻力概念（识记）3、汽车行驶阻力包含的各阻力（领会）4、汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图（领会）5、汽车行驶的附着条件（识记）6、汽车的附着率（领会）7、汽车的功率平衡第二章汽车的燃油经济性教学要点：掌握汽车的燃油经济性及评价指标，汽车燃油经济性计算，提高汽车燃油经济性的途径。
考试试题(汽车理论)
一．判断题（2分/个，24分）1. 汽车的爬坡能力由汽车的驱动力决定。
（×）解：汽车的动力性能不止受到驱动力的制约还受到轮胎与地面附着条件的限制2. 弹性迟滞损失是以滚动阻力偶矩的形式作用在车轮上阻碍汽车的运动。
（√）3. 子午线轮胎的滚动阻力系数比普通斜交轮胎的滚动阻力系数大。
（×）解：应该是小4. 汽车的最高车速对应于发动机的最高转速。
（×）解：且与功率平衡图来确定最高转速5. 有的汽车2档的加速度比1档的加速度大。
（√）6. 汽车以高档行驶时，发动机的负荷率高，百公里耗油量最大。
（√）7. 只要发动机省油，汽车就一定省油。
（×）解：发动机负荷率高只是省油的一个方面另外汽车列车的质量利用系数大小也关系到是否省油8. 机械式变速器各档传动比大体上按等比级数分配。
（√）9. 汽车的地面制动力由制动器制动力的大小决定。
（×）解：取决于两个摩擦副的摩擦力，⑴制动器内制动摩擦片与制动鼓⑵轮胎与地面的摩擦力10. 稳态转向特性为不足转向的汽车，其瞬态转向特性也是稳态的。
（√）11. 人体承受4~8HZ垂直振动的能力是最强的。
（√）12. 提高车身固有频率，可以减小车身振动加速度。
（）二．某些汽车装有超速档，试分析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响。
（7分）三．汽车的稳态转向特性可用稳定性因数K表征试利用上式分析下列问题：（共35分=15分）1）前轮充气压力高于标准气压，汽车稳态转向特性向什么方向变化；2）后轴车轮由单胎变为双胎（其他结构不变），汽车稳态转向特性向什么方向变化；3）后轴车轮由子午线轮胎换为普通斜交轮胎，汽车稳态转向特性向什么方向变化；4）汽车装载后重心后移，汽车稳态转向特性向什么方向变化；5）将前后悬架侧倾角刚度比值提高后，汽车稳态转向特性向什么方向变化；四．金属式无级变速器（CVT）能够提高汽车的燃油经济性，试说明其理论依据。
（7分）五．自动防抱装置（ABS）能够避免汽车制动侧滑和缩短制动距离，试说明其理论依据。
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3.4 传动系挡数与各挡传动比的选择
3.4.1 传动系挡位数的选择
汽车的动力性、燃油经济性和汽车传动系的挡位数有着密切的关系。
挡位数多，使发动机发挥最大功率的机会增多，提高了汽车的加速能力和爬坡能力。
同时，挡位数多，使发动机在低燃油消耗区工作的可能性增加，降低了油耗。
因此，传动系挡位数的增加会改善汽车的动力性和燃油经济性。
挡位数还取决于最大传动比与最小传动比之间的比值，因为挡与挡之间的传动比比值不能过大，比值过大会造成换挡困难。
一般比值不大于1.7～1.8。
因此，最大传动比与最小传动比的比值增大，挡位数也应增多。
汽车类型不同，挡位数也不同。
轿车车速高、比功率大，高挡的后备功率大，原常采用三、四个挡位，近年来，为进一步节省燃油，装用手动变速器的轿车多已采用5挡变速器。
中小型货车比功率小，一般采用四、五个挡位。
重型货车的比功率更小，使用条件也很复杂，所以一般采用六到十几个挡位，以适应复杂的使用条件，使汽车有足够的动力性和良好的燃油经济性。
越野汽车的使用条件最复杂，其传动系的挡位数比同吨位的普通货车要多一倍。
挡位数增多，会使变速器结构复杂。
有的挡位数多的汽车，常在变速器后面接上一个副变速器，使挡位数倍增。
越野汽车在变速器后面采用分动器，达到多轴驱动的要求，同时使挡位数倍增。
在确定汽车的最小传动比、最大传动比和传动系的挡位数后，还要确定中间各挡的传动比。
汽车变速器各挡的传动比应该按等比级数分配。
q i i i i g g g g =⋅⋅⋅==322
1
式中 ——常数，各挡之间的公比。
q 各挡的传动比为 ，21g g qi i =32g g qi i =，43g g qi i =，……
对于一个四挡变速器，=1，各挡传动比和有如下关系
4g i q q i g =3，，
22q i g =3
1q i g =则 31g i q =
所以 313g g i i =，3212g g i i =。
由此可以推出，个挡位的变速器，各挡传动比应该是 n 1212−−=n n g g i i ，1313−−=n n g g i i ，1414−−=n n g g i i ，…，11
−−=n m n g gm i i ，… 在确定了各挡传动比后，还要校验相邻挡位传动比的比值，q 应小于1.7～1.8，如值过大，则应增加传动系的挡位数。
按等比级数分配传动比的主要目的在于充分利用发动机提供了功率，提高汽车的加速和爬坡能力，提高汽车的动力性。
同时，换挡时也能无冲击地平稳结合离合器，驾驶员在起步和加速时操作方便。
q q 实际上，各挡传动比之间的比值不会正好相等，这主要考虑到各挡的利用率不同，汽车主要用高挡行驶，因此高挡位相邻两挡之间的传动比的间隔应小一些，特别是最高挡与次高挡之间更应小一些。
所以，实际上各挡传动比分布关系应为
gn gn g g g g i i i i i i 13221
−≥⋅⋅⋅≥≥
如图3-3，绘有发动机的外特性，再根据公式，
画出每个挡位的车速与发动机转速的关系曲线。
I 挡升 2n 0
121377.0i i r n u g a = II 挡回 1n 10
212377
.0a g a u i i r n u == 离合器无冲击结合。
故 2
1121221g g g g i i n n i n i n ==或 离合器才能无冲击地结合。
若在II 挡时，发动机转速升到换III 挡，则应把发动机转速降2n 1
n ′才能无冲击地接合 离合器，同理应有
221
3g g i n n i =′ 由于各挡传动比是按等比级数分配的，即3221
g g g g i i i i =
故 2211
n n n n =′ 即 11
n n ′= 由此可见，若每次发动机都是提高到转速 换挡，只要发动机都降到同一低转速，离合器就能无冲击地接台。
就是说，换挡过程中，发动机总在同一转速范围 ~内工作。
这样，驾驶员在起步加速时操作就方便得多了。
2n 1n 1n 2n 充分发挥发动机提供的功率 ，提高动力性。
当汽车需要大功率时，若排挡选择恰当，具有按等比级数分配传动比的变速器，能使发动机经常在接近外特性最大功率处的大功率范围内运转，从而增加了汽车的后备功率．提高了汽车的加速或上坡能力。
按等比级数分配传动比的（主）变速器，还便于和副变速器结合构成更多挡位的变速器。
例如，一具有 5挡位的主变速器，各挡间的公比为，其传动比序列为 l 、 、、、。
若结合一后置两挡副(减速)变速器，其传动比为1、q ，便可构成一个具有10挡位的变
速器，各挡间的公比为 q ，其传动比序列为 l 、q 、、、、、 、、、。
2q 2q 4q 6q 8q 2q 3q 4q 5q 6q 7q 8q 9q 实际上，对于挡位较少（如 5 挡以下）的变速器，各挡传动比之间的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比级数来分配的。
这主要是因为各挡利用率差别很大的缘故。
汽车主要是用较高挡行驶。
例如中型货车 5 挡变速器中的 l 、2、3 三个挡位的总利用率仅为 10％~15％，所以较高挡位相邻两挡间的传动比的间隔应小些，特别是最高挡与次高挡之间更应小些。
因此，实际上各挡传动比常按下面的关系分布
gn gn g g g g i i i i i i 13221−≥≥≥L。