汽车发动机动力的匹配及传动系统参数的选择2

FD1020D6K 汽车动力性及 传动系统主要参数的确定和选择

计算条件：

1.设计对象主要是运行于城市及城乡结合部的小型载货汽车

2.汽车在满载时、挂直接档在平坦良好路面上用最高车速行驶

3.满载总质量m=3300kg 前轴：1115 kg （34%） 后轴2185 kg （66%）

4.根据前后轴荷分配的情况，选定车轮,车轮胎用6.00-14LT 8层级普通钢丝子午线轮胎

5.直接档速比g i =1, 希望直接档的最高车速V=68km/h 直接档经济车速V ＇=50km/h

一、汽车发动机动力的选择

1.1.后桥主减速器比0i 初步选择

对于总重3吨左右的小型载货车而言，使用的柴油发动机多为480或485系列，它们的最

高转速在3000-3200min /r ，经济转速约为2150min /r ， 由满载直接档经济车速V ＇=50km/h 估算0i g i =1 r r ——汽车滚动半径，r r =

π

2Fd =

mm X 3242680

99.2=π=m 324.0； 根据公式0

377

.0i i n

r V g r = ＝＞ 0i = 0.377 n r r / V ＇=5.25 选择212加强型后桥，主减速器比0i =5.375，额定轴荷2500kg

1.2在满足上面设定的计算条件下，直接档的最高车速V=68km/h 时所需发动机的功率为P

P =T η1

（3600gfV m a +76140

3

AV

C D ）

P ——发动机功率（kw ）；

T η——传动系数，4×2单级主减速器T η=0.86

g ——重力加速度，取g =9.82

s m

；

f ——滚动阻力系数，对货车取0.021；

D C ——空气阻力系数，货车在0.8—1.00之间，取0.9； A ——汽车正面投影面积： A =2.28m 2；

V ——最高车速 V=68km/h ；

a m ——汽车总质量 a m =3300kg,

P =⎪⎪⎭

⎫

⨯⨯+ ⎝⎛⨯⨯⨯761406828.29.03600680.0219.8330086.013=kw 8.24 此时的P 为装有全部附件时测得的最大有效功率,约比发动机外特性的最大功率值低12~20%，此处取16%。则汽车在满载、挂直接档在平坦良好路面上用V=68km/h 车速行使时，所需发动机外特性最大功率为: max Pe =P/(1-16%)=29.5kw 1.2 功率为max Pe 时的转速n

根据直接档最高车速V 的值来推算

377

.0i i n

r V g r = ＝＞ n=V*0i i g /0.377r r 最高车速V=68km/h

r r ——汽车滚动半径，r r =m 324.0；

F ——计算常数，子午线胎用3.05，斜交胎用2.99 ；

g i ——变速器直接档传动比，1=g i ； 0i ——后桥传动比，375.50=i ；

n=68×1×5.375/（0.377×0.324）=2992min /r 1.3 根据外特性曲线来选定发动机：

1.3.1根据直接档V=68km/h 时对发动机转速、功率的要求来选择发动机

n=2992min /r m a x Pe =29.5kw

常柴CZ480QA 发动机外特性曲线的参数符合上述要求

1.3.2 发动机在n=2992min /r 时还应提供足够的扭矩，才能满足直接档V=68km/h 的要求

由转矩和功率的关系可知：T =n

p e max 9549

T ——发动机在max Pe 时应提供的扭矩（N ∙m ）； n=2992min /r ； T =2992

5

.299549

=94 N ∙m 查CZ480QA 发动机外特性曲线，在n=2992min /r 所能提供的扭矩T=95N ∙m ，所以发动机提供的扭矩可以满足使用要求。

CZ480QA 参数

压缩比： 18：1 排量（L ）： 1.808

额定功率：KW （PS ）： 31/（3200r/min ） 最大扭矩N •m(kgf •m)： 104/（2200r/min ） 净质量： 185kg 外特性最低燃油消耗率 255g/kw.h 二、变速箱的选择 2.1 力矩要求

CZ480QA 发动机的最大扭矩N=104N •m ，一般认为，变速箱第一轴所能承受的输入扭矩值应该比发动机的最大扭矩高30%即可，则：N 变=104×1.3=135 N •m

可从5-15变速箱系列中选取。 2.2 最高档车速要求选择最高档速比

P =T η1

（3600gfV m a +76140

3

AV

C D ）=max Pe ×0.84=31×0.84=26.04kw,由P 和V 的关系，可以推

算出在此功率下所能达到的最高车速max V 最高车速max V =82km/h 则由：0

377

.0i i n

r V g r = 可以推算最高档速比5g i 5g i =0

377.0Vi n

r r =0.377×0.324×3200/（82×5.375）=0.887

2.3 由最大爬坡度的要求选择Ⅰ档速比

选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑、确定。汽车爬坡时车车速不高，空气阻力可以忽略不计，则最大的驱动力用来克服轮胎与路面间的滚动阻力和爬坡阻力。故有： F t =

r

T

g e r i i T η0max I ≥mg(fcos α

max

+sin α

max

)=mg ψmax

则由最大爬坡度要求的变速器的最大传动比（即Ⅰ档传动比）应有： T

e r

g i T r mg i η0max max ψ≥

I

式中 m-汽车总质量

g-重力加速度