(完整版)整车动力选型匹配
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=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3000-3200，经济转速约为2150，由满载直接档经济车速V＇=50km/h估算=1 ——汽车滚动半径，===；根据公式＝＞= 0.377 n / V＇=5.25选择212加强型后桥，主减速器比=5.375，额定轴荷2500kg1.2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PP=（+）P ——发动机功率（kw）；——传动系数，4×2单级主减速器=0.86——重力加速度，取=9.8；——滚动阻力系数，对货车取0.021；——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：=2.28m2；V——最高车速 V=68km/h；——汽车总质量=3300kg,P==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: =P/(1-16%=29.51.2 功率为时的转速n根据直接档最高车速V的值来推算＝＞ n=V*/0.377最高车速V=68km/h——汽车滚动半径，=；——计算常数，子午线胎用3.05，斜交胎用2.99 ；——变速器直接档传动比，；——后桥传动比，；n=68×1×5.375/（0.377×0.324）=29921.3 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=2992=29.5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=2992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=T——发动机在时应提供的扭矩（N m）；n=2992；T ==94 N m查CZ480QA发动机外特性曲线，在n=2992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。
第八章发动机与整车性能匹配详解演示文稿
第二十八页，共41页。
二、汽车万有特性及评价
发动机工作经济区:
100%bemin~110%bemin
➢100%bemin线：各等功 率线最低油耗点的连线
➢牵引功率线：不同档位 下与道路阻力平衡线
车速与发动机转速n成 线性关系
第二十九页，共41页。
100%bemin 110%bemin
轮胎的滚动阻力系数
2) FW：空气阻力
车速va时：
FW
C
D
Av
2 a
21.15
A：汽车正投影面积m2 CD：空气阻力系数
准确测量f和CD是确定稳定行驶所需牵引力的基础
第二十一页，共41页。
3）Fi：坡道阻力
路面坡度倾斜角为时，克服自身重量引起的爬坡阻力：
Fi W sin
爬坡能力：在良好路面上克服Ff、FW后的余力，在等 速下所能爬坡的最大坡度。爬坡行驶时汽车加速度为 零，
M2
M
1
1
sin 2
cos
cos
2
1
即，当M1,一定时，输出转矩随1 （轴旋转）周期性
变化。车辆振动。
第七页，共41页。
4）主减速器：进一步增大减速比放大驱动转矩，调 节转速；将曲轴旋转方向改变成车轮旋转方向。
使变速器小型紧凑。
单级：i0 3.5 ~ 6.7
3
i0过大外壳尺寸增加，离地 2 间隙，通过性.
Fi W sin FK (Ff FW )
即， arcsin FK (Ff FW )
W
第二十二页，共41页。
爬坡时的牵引力：
FK
W sin Wf
cos
整车动力选型匹配
从图8—18中可知，最高挡时与发动机最 大功率相对应的车速一般等于或稍小于最 高车速。从功率平衡图上也可以分析出后 备功率的大小。当汽车在良好的水平路面 以车速等速行驶时，汽车的阻力功率为 (图8—18)。此时，驾驶员并不需要将节 气门全开而仅需维持部分开度、使发动机 的功率曲线如图中的虚线所示，以维持汽 车的等速行驶。发动机在此车速下所能发 出的最大功率为 ac ，两者之差为 ab ，称 为后备功率。在一般情况下，维持汽车等 速行驶所需的发动机功率并不大，发动机 油量调节机构位置在油量较低的位置；当 需要爬坡或加速时。驾驶员向加油方向调 整油量调节机构，使汽车的后备功率充分 发挥作用。显然，汽车的后备功率越大， 汽车的动力性能越好。
发动机先进技术：
MPI 多点燃油喷射 VVT 可变气门正时（Variable Valve Timing） TCI 增压中冷（Turbo Charged Intercooled） ETC 电子节气门（Electronic Throttle Control） CAI 可控均质燃烧 HCCI 均质压燃（Homegen Charge Compression Ignition） AIS 空气喷射系统（Air-assisted Injection System）
4．汽车测功机 例 转鼓试验台 优点： ①条件控制，数据准确、方便； ②不受气候条件限制； ③可测多个参数如排放； ④质量法、体积法均可。 缺点： ①空气阻力、滚动阻力是模拟的； ②惯性力也不精确； ③冷却条件不一样。
三、汽车燃料经济性的计算方法
1．等速行驶工况燃油消耗量的计算 1 g e ， 阻力功率 P 已知：万有特性 n m ( Pf Pw ) Pg
发动机的选型匹配：
6-动力总成参数匹配与优化设计
设计计算
对确定的车型的静态参数，动力性及通过性的定量验证。先 在理论上得到整车的性能参数
整车重量、轴荷分配及重心计算
按下列公式分别计算出汽车的最大总质量，前轴轴载质量， 后桥轴载质量及质心位置
M mi
i 1 n
M 1 m1i
i 1
n
M 2 m2i
i 1
n
M1i mi (1 Xi / L)
整车稳定性计算
1）汽车纵向行驶稳定性计算 汽车的纵向行驶稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其 条件为： b
hg
b-质心距后桥的距离； hg-汽车质心高 ψ-道路附着系数
整车稳定性计算
2) 汽车横向稳定性计算 静态侧翻角计算：
B arctg 2 hg
B——前轮距 静态侧翻角β，《客车通用技术条件》中规定应大于35° 计算进行比较，然后优化
动力性能计算---仿真
4）加速性能分析 车辆从静止起步，全油门加速，计算车速从0-50km/h的加速 时间。 设置最高车速、满载爬坡度分析、制动距离分析。
动力性能计算
根据理论计算和仿真，基本可以确定待选用电机的基本参数， 比如最大功率、最大扭矩、最大转速、额定工作电压范围、工作电 流范围等等； 电池的基本使用参数：母线电压、母线电流、使用电芯及 PACK方式等等。
整车重量、轴荷分配及重心计算
计算的结构，前轴、后桥的载荷分配满足《客车通用技术条 件》中前轴轴载质量不小于车辆总质量的25％,驱动桥的轴载质量 不小于车辆总质量的50％的要求。 如果计算不符合要求，则进行优化。
动力性能计算---根据最高车速确定最大转速
P max
11990 3260 2540 6000 2310 2640/3350 7/7 N+1
纯电动汽车车动力系参数匹配概述(PPT32页)
1.3 电动机额定转速及最高转速的选择
电动机的最高转速对电动机成本、制造工艺和传动系 尺寸有很大的影响。转速在 6000r/min 以上的为高速电机， 以下为普通电机。前者成本高、制造工艺复杂而且对配套 使用的轴承、齿轮等有特殊要求，一般适用于电动轿车或 100kw 以上大功率驱动电机，很少在纯电动客车上使用。 因此应采用最高转速不大于 6000r/min 的低速电机。
首先将不同的车速值代入式（1-1），得到最高车速与 电动机最大功率需求的关系曲线。再根据性能指标最高车 速，进而得到 Pmax1。
其次将不同的坡度值代入式（1-2），并假设车速 vi ， 计算得到车辆最大爬坡度与电动机功率需求的关系曲线。 再根据最大爬坡度要求、车速，最终得到Pmax2 。
最后将不同的加速时间与加速末速度代入式（1-5）， 计算得到车辆加速性能与电动机功率需求的三维关系曲线。 考虑一定的电动机后备功率（约 20%），计算得 Pmax3 。
纯电动汽车车动力系参数匹配概述(PPT32页 )
汽车仿真
——纯电动
纯电动汽车车动力系参数匹配概述(PPT32页 )
纯电动汽车车动力系参数匹配
电动汽车的动力系统主要包括电动 机、动力电池、传动系和控制系统四 部分。电动汽车动力匹配的任务是在 满足整车动力性能要求的基础上合理 选择动力总成中各部件参数，降低改 装成本和提高续驶里程 。
假设车辆在平直路面上加速，根据车辆加速过程的 动力学方程，其瞬态过程总功率为：
Pall Pj Pf Pw
=
1
( m v dv m g f v CD A V 3 )
3600 t
dt
21 .15
1- 4
其中Pall为加速过程总功率（kw）由加速功率Pj、滚动
电动汽车动力匹配计算规范(纯电动)
电动汽车动力匹配计算设计规范编制：年月日审核：年月日批准：年月日XXXX有限公司发布目录一、概述 (1)二、输入参数 (1)2.1 基本参数列表 (1)2.2 参数取值说明 (1)三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2)3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3)3.2 动力因数 (6)3.3 爬坡度曲线 (6)3.4 加速度曲线及加速时间 (7)3.5 驱动电机功率的确定 (7)3.6 主驱动电机选型 (8)3.7 主减速器比的选择 (8)参考文献 (9)一、概述汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。
动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。
动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。
因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。
二、输入参数2.1 基本参数列表进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。
下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。
表1动力匹配计算输入参数表。
2.2 参数取值说明1）迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。
XXXX车型迎风面积为A一般取值5-8 m 2 。
2）动力传动系统机械效率根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。
采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。
3）滚动阻力系数f滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算：f ＝⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+4410100100a a u f u f f c其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。
汽车动力匹配
F f mgf cos mgf
• 式中，m为汽车总质量；g为重力加速度；f为轮 胎滚动阻力系数，对货车可取f=0.02~0.03，对 轿车为f=0.013[1+0.01(va-50)] ；va为汽车的行 驶速度(km/h)；α为坡道角，当α不大时，COSα≈1
轮胎的形变与受力
F, KN
D
典型传动系的效率
• 汽车传动系总成机械效率
– – – – 4～6档变速器ηT =0.96 6～8档变速器ηT =0.95 传动轴ηT = 0.98 主减速器ηT = 0.96 (单级)；ηT = 0.92(双级)
• 汽车传动系机械效率
– 轿车ηT=0.90~0.92 – 商用车ηT=0.82~0.85 – 越野车ηT=0.80~0.85
汽车驱动力
ua
W
Tt
Ft
FZ
F0
Ft F0
发动机动力输出特性
速度特性及表述
汽车牵引力特性
• 车用内燃机的转矩在汽车驱动轮上产生的驱动力 Ft (N)按下式计算
Ft
Ttq ik i0 t r
发动机输出动力（速度特性）
Pe max
Ttq f ( n), Nm 9549 n, r / min Pe Ttq n ,kW
Tt
W2
I w2
d dt
所以，附着力条件应满足：
du m2 dt d dt
Fp 2
Tf 2
Fx 2
FZ 2
F0
汽车附着力系数
• 在硬质路面上，汽车附着系数取决于路面种类和 状况，也与车速相关。
路面 混凝土 （干） 混凝土 （湿） 碎石 土路（干）土路（湿）
附着系数 0.5~0.6
动力系统匹配和选型设计规范
编号：动力系统匹配和选型设计规范编制：审核：批准：目录前言 21．适用范围 32．引用标准 33．选型匹配设计主要工作内容及流程 44．产品策划 55．资源调查 56．分析与筛选 67．设计参数输入 68．预布置与匹配分析计算 69．法规对策分析18前言本标准是为了规范我公司汽车动力总成（MT）匹配设计而编制。
标准中对设计程序、参数的输入、参照标准、匹配计算等方面进行了描述和规定，此标准可作为今后汽车动力总成（MT）匹配设计参考的规范性指导文件。
1．适用范围本方法适用于基于现有动力总成资源，选择满足整车设计要求的动力总成（MT）的一般方法与原则。
2．引用标准GB 16170-1996 汽车定置噪声限制GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法GB/T12536-1990 汽车滑行试验方法GB/T12543-2009 汽车加速性能试验方法GB/T12544-1990 汽车最高车速试验方法GB/T12539-1990 汽车爬陡坡试验方法GB/T12545.1- 2008 汽车燃料消耗量试验方法GB/T18352.3- 2005 轻型汽车污染物排放限值测量方法3．选型匹配设计主要工作内容及流程4．产品策划产品策划的目的是依据整车设计要求，确定动力总成选型的范围、条件及基本技术指标。
根据整车设计任务书要求，确定以下输入条件：整车输入条件—车辆类型；4市场定位—经济型、中级或高级；动力总成布置型式—前置后驱、后置后驱；整车尺寸参数—外形尺寸、轮距、轴距、整备质量、总质量、离地间隙；前悬和后悬；轮胎规格；风阻系数；整车重量参数—整备质量、载客量、总质量、轴荷分配；整车目标性能—动力性（最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩指标、最大爬坡度）、经济性指标、排放水平；产品策划的内容是根据整车设计要求，确定资源调查的具体指标范围：型式（类型）、发动机功率范围、对配套变速器的要求。
5．资源调查根据设计任务书及产品策划要求进行资源调查，调查市场上发动机及变速器资源及相关信息，包括：（1）发动机、变速器技术参数外形尺寸—长宽高及相对变速器输出轴尺寸技术指标—功率、扭矩、速比、排放水平技术状态—开发阶段、定型产品、匹配车型、批量生产（2）品牌及产品来源—国产化、自主研发、合作开发（3）服务—配套车型、附件提供状态、配套体系完整性（4）风险性分析—配套意向、批量供货能力资源调查方法为信息收集与厂家专访。
汽车的动力总成匹配与总体设计最新版
我选择的题目是东风牌EQ1146G2型载货汽车的动力总成匹配与总体设计，主要任务就是通过东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数，通过计算选择一款发动机，以及与之匹配的轮胎、离合器、变速箱、传动轴和驱动桥。
并且对各个部件进行验算，是否各个部件匹配的良好，最后画出一张整车总体布置草图。
东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数如表所示：第一节 整车主要目标参数的初步确定一、发动机的选择1．发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能很大程度上取决于发动机的最大功率。
要设计的载货汽车最高车速是90/u km h a =，那么发动机的最大功率应该大于或者等于该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻率之和，即3max max max 1360076140a D e a a m gf C A P u U η⎛⎫≥+ ⎪T ⎝⎭（1-1）式中，max e P 是发动机的最大功率（KW ）; ηT 是传动系效率（包括变速器、辅助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率），95%98%96%89.4%ηT =⨯⨯=（查课程设计指导书表1-1得） , a m 是汽车总质量，a m =14335kg; g 是重力加速度，g=9.82/m s ； f 是滚动阻力系数，有实验测得，车速再不大于100km/h 的情况下可以认为是常数。
取f=0.008（查课程设计指导书表1-2得）；D C 是空气阻力系数，一般中重型货车可取0.8~1.0 ，这里去D C =0.9； A 是迎风面积（1B ⨯），取前轮距1B ⨯总高H ， A=1.940⨯2.8302m 。
D C A=0.9⨯1.940⨯2.830=4.942m故 1143359.810.008 4.943909084.36m a x 0.894360076140P K W K We ⨯⨯≥⨯+⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭ 也可利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。
如选取功率为88.83KW 的发动机，则比功率为： / 5.884/1000100084.36max1433514335kw t kw t P e ==⨯⨯参考《汽车理论图3-1》东风载重货车比功率大约在9kw/t 左右，在这里我取10kw/t 。
轻度混合动力汽车动力元件的选型与参数匹配
7
当汽车较长时间处于停车状态 ,例如遇红灯时 ,内 燃机一直处于怠速 ,控制系统会自动切断内燃机供油 , 令内燃机停止运行 ,同时 ISA 也停止工作 ,需起步时 , ISA 在短时间内完成起步任务 。
当汽车加速或爬坡时 , ISA 工作在电动机工况 ,提 供一部分辅助功率 。
当汽车减速或制动时 , ISA 处于再生制动工况 ,将 动能转换成电能 ,为车载电池充电 。
4. 2. 2 发动机参数匹配
在轻度混合动力汽车中 ,发动机是主要的动力源 , 功率的选择主要从动力性和经济性两方面考虑 。
发动机的动力性最主要是要满足最高车速时瞬时
功率的要求 ,即
Pemax ≥Pvmax - Pmmax
(1)
Pvmax = ( m agf r v max/ 3 600 + CD A v max3/ 76 140) / ηT
匹配的。图 4 为所选发动机的特性曲线。
4. 3 电池选型及参数匹配 4. 3. 1 电池类型的确定
混合动力汽车所用电池的最大特点为非完全充电 和非完全放电 ,电池经常处于放电和充电状态 ,经常有 能量的消耗和补充 ,这会对电池的寿命造成一定的影 响 ,但实验证明 ,上述因素对镍氢电池寿命影响并不 大 。镍氢电池具有很好的耐过充电特性和良好的使用 安全性 。其充电效率几乎达到 100 % ,有利于混合动 力汽车的再生制动 。而且随着技术的发展 ,镍氢电池 的成本也得到了进一步降低 ,适用于混合动力汽车 。 故选用镍氢电池 ,电池组 (由 6 个单体电池组成) 充放 电内阻特性和额定电压特性如图 5 和图 6 所示 。
表 2 基本动力性要求
混合模式最高速
最大爬坡度
0～100 km/ h
vmax/ km·h - 1
整车匹配大柴
vamax=
21.15(PKW)f CDA
牵引力和车速是沟通汽车运行参数与 发动机工况的“桥梁”。
即，以Pk~va或Pk~n关系为基础。
2。发动机的（等油耗）万有特性
1）万有特性的制取： 2）万有特性的分析：
1 0 0 % g em in
a）最经济区：指各 种不同功率Pe下的最 低油耗线，
max
I
it 大
II
it 小
III
q瓆
直接档最大爬坡能力
IV Ff q = 0
后备功率
vaM 最高车速 vamax
2。传动系参数的选择
it =ioiK
1）最小传动比：最高挡=直接挡时，
最小传动比为： it = io
最高挡=超速挡时，
最小传动比为：
itmi=nioiKmin
在选择最高挡时，主要考虑以下几方面因 数：
a）应考虑汽车最高挡的爬坡能力和加速
能力。即具有足够的最高挡最大动力因数。
即
D0max
= (TtqM
itmin CDA
r
21.15
va2M )
/
W
vaM ：最高挡时发动机最大输出扭矩点的
转速nM 所对应的车速。
b）从传动装置和发动机性能合理匹 配角度确定最高变速比，由道路情况 选定io和r后；使最高挡行驶于平路时 的牵引功率曲线与发动机外特性曲线 相交于最大功率点。即
则，牵引力：
pk
=
p
=
Mk r
pk
=Ttqikio
r
5）传动效率及传动损失
传动效率的定义：=PePT 10% 0
汽车的动力总成匹配与总体设计最新版
我选择的题目是东风牌EQ1146G2型载货汽车的动力总成匹配与总体设计，主要任务就是通过东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数，通过计算选择一款发动机，以及与之匹配的轮胎、离合器、变速箱、传动轴和驱动桥。
并且对各个部件进行验算，是否各个部件匹配的良好，最后画出一张整车总体布置草图。
东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数如表所示：第一节 整车主要目标参数的初步确定一、发动机的选择1．发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能很大程度上取决于发动机的最大功率。
要设计的载货汽车最高车速是90/u km h a =，那么发动机的最大功率应该大于或者等于该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻率之和，即3max max max 1360076140a D e a a m gf C A P u U η⎛⎫≥+ ⎪T ⎝⎭（1-1）式中，max e P 是发动机的最大功率（KW ）; ηT 是传动系效率（包括变速器、辅助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率），95%98%96%89.4%ηT =⨯⨯=（查课程设计指导书表1-1得） , a m 是汽车总质量，a m =14335kg; g 是重力加速度，g=9.82/m s ； f 是滚动阻力系数，有实验测得，车速再不大于100km/h 的情况下可以认为是常数。
取f=0.008（查课程设计指导书表1-2得）；D C 是空气阻力系数，一般中重型货车可取0.8~1.0 ，这里去D C =0.9； A 是迎风面积（1B ⨯），取前轮距1B ⨯总高H ， A=1.940⨯2.8302m 。
D C A=0.9⨯1.940⨯2.830=4.942m故 1143359.810.008 4.943909084.36m a x 0.894360076140P K W K We ⨯⨯≥⨯+⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭ 也可利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。
如选取功率为88.83KW 的发动机，则比功率为： / 5.884/1000100084.36max1433514335kw t kw t P e ==⨯⨯参考《汽车理论图3-1》东风载重货车比功率大约在9kw/t 左右，在这里我取10kw/t 。
发动机动力匹配方法
（3）燃油消耗率 发动机每发出1kW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量（以g 为单位），称为燃油消耗率，用be表示，燃油消耗率越低，经济 性越好。发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称 为发动机特性。 （4）怠速 柴油机的不带负载最低稳定转速，一般称为怠速。 （5）最高转速 柴油机在最大油门下不带负载转速，一般称为最高转速，一 般为额定转速的1.07~1.1倍。 （6）调速率 柴油机调速区段的转速范围，调速率计算公式为： 调速率=（最高转速-额定转速）/额定转速*100%
2.发动机性能参数及性能曲线 发动机的性能参数即发动机的速度特性，指发动机的功 率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。这个特 性是通过发动机在试验台架上进行试验求得，试验时，先保 持一定的发动机节气门开度，同时用测功器对发动机曲轴施 加一定的阻力矩，当发动机运转稳定后，即阻力矩与发动机 发出的有效转矩相等时，用转速表测出此时的稳定转速n，同 时在测功器上测出该转速下发动机有效转矩Te，根据下式计 算出有效功率Pe： Pe=Te.n/9550
匹配中用到的几个参数： 1.循环圆直径D： 由泵轮、涡轮和导轮组成封闭的环形空间，通常叫做循环圆， 它的直径就是循环圆直径。 2.变矩系数K： 涡轮轴输出力矩与泵轮轴输入力矩之比。即 K=M2/M1 式中，M1—泵轮轴上的输入力矩； M2—涡轮轴上的输出力矩。 （1）当制动工况时，涡轮停止转动，此时，变矩系数最大， 用K0表示 ，表示液力变矩器启动能力，克服超载能力。 3.变矩器的传动效率η
变矩器的传动效率η ：即涡轮轴上输出功率与泵轮轴上输入 功率之比。 η =N2/N1=M2*n2/M1/n1=K*i 式中， N1—泵轮轴上的输入功率； N2—涡轮轴上的输出功率； 4.变矩器的传动比i 涡轮轴输出转速与泵轮轴转速之比，即 i=n2/n1 式中， n1—泵轮轴输入转速； n2—涡轮轴输出转速。
汽车传动系及整车动力匹配
AMT
19
2008-09-27
动力匹配
百公里油耗/L/100km
4AT和CVT在大众Golf上油耗对比结果
16 14 12 10 8 6 4 2 0
4AT CVT
EC E郊 区 /远 程 循 环
EC E市 区 循 环
90 km /h 匀 速
20
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12 0k m/ h
空气阻力：
加速阻力： 坡度阻力：
Fi G * sin Gi
汽车行驶总阻力： 汽车行驶方程：
F F F
f
w
Fj Fi
Ft Ff Fw Fj Fi
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在水平道路上匀速行驶时，可不考虑坡度和加速阻力
26
驱动力-行驶阻力平衡
强制操纵式(全 手动)
无极式变速器
自动操纵式
综合式变速器
10 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
半自动操纵式
2008-09-27
有级式手动变速器(MT)
手动有级式变速器主要由输入轴、输出
轴、齿轮组、换挡操纵机构等组成
结合套 变速杆 换挡拨叉轴
固定支点
控制1、2档 控制3、4档 控制5、倒档
1轴
倒档中 间齿轮
绿色发展 和谐共赢
广西玉柴机器股份有限公司
Guangxi Yuchai Machinery Co., Ltd.
汽车传动系及整车动力匹配
整车设计工程部整车配套室
张 波
密级：
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2008-09-27
主要内容
★ 汽车传动系的构成
第二讲 3汽车动力装置参数匹配
t
4档变速器 （速比不同）
km / L
29/5
速比变化范围增加
4档变速器
t
发动机排量增加
km / L
30/5
思考题
31/5
11/5
Ft max F f Fi max Ttq max i g 1i0T r mg ( f cos max sin max ) r ig1 Ttq max i0T mgf cos max mg sin max
货车的最大爬坡度约为30％，约为16.7°。
取 取iig1 除了应满足 要求外，还要考 要求外，还要考 除了应满足 g1 虑道路的附着条件。 虑道路的附着条件。 对于越野汽车还要考虑最低稳定 对于越野汽车还要考虑最低稳定 车速： 车速：
it max nmin rr 0.377 u a min
轿车由于有较高的动力 性，其最大 传动比是根据加速能力 确定的。
5/5
1
i0
T
( P f Pw )
Pe
i 01
i 02
i 03
uamax2
uamax3
Pe
变化范围大， 且向右移。
i0 ua 右移，
uamax1 Pe拉宽，
ua u p 3 u p 2 u p1 图3－1 最小传动比与最高车速的关系
6/5
i0 5时，u a max 2 u p 2 u a u a max i0 5时，u a max1 u p1 , u a max1 u a max 2
对动力传动系 进行优化（折 衷），以满足 汽车对动力性 和燃料经济性 以及汽车驾驶 性的要求。
3/5
1 根据最大车速uamax选择Pe
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电子 风扇
前围板
一、布置空间的要求
一、布置空间的要求
一、布置空间的要求
图示为D19柴油机在V22机舱中的布置空间
二、发动机的选型
❖ 1、发动机结构 ❖ 2、发动机的外特性
负荷特性、速度特性 ❖ 3、发动机的万有特性
1、发动机结构
❖ 发动机的基本结构型式 ❖ 发动机的基本参数 ❖ 发动机的先进技术
❖ 发动机的选型匹配： 主要表现为
❖
动力性匹配
❖
经济性匹配
(—)汽车的驱动力
❖ 汽车发动机输出的转矩，经传动
系作用在汽车的驱动轮上，受力
简图如图8—10所示。 从中可以
看出，作用在驱动轮上的转矩Ttq
使车轮对路面产生一个圆周切向
力F0，即车轮对道路的作用力； 而道路对车轮的反作用力Ft是驱 动汽车行驶的外力，通常被称为
发动机先进技术：
▪ MPI 多点燃油喷射 ▪ VVT 可变气门正时（Variable Valve Timing） ▪ TCI 增压中冷（Turbo Charged Intercooled） ▪ ETC 电子节气门（Electronic Throttle Control） ▪ CAI 可控均质燃烧 ▪ HCCI 均质压燃（Homegen Charge Compression Ignition） ▪ AIS 空气喷射系统（Air-assisted Injection System）
万有特性曲线一般是以转速n为横坐标，以负荷(平均有效压力pme) 为纵坐标。在图上绘出若干条等油耗曲线和等功率曲线。两种类型 内燃机典型的万有特性如图所示。根据需要，还可在万有特性曲线 上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。
❖ 在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率曲线相当于内燃 机运转的最经济区域，等值曲线越向外，经济性越差。
汽车的驱动力，它与F0大小相等、 方向相反。如车轮半径为r，则汽
车的驱动力为
Ft
F0
Ttqt r
(二)汽车的行驶阻力
汽车在水平路面上等速行驶时，必须克服来 自行驶道路的滚动阻力和来自空气的空气阻 力，分别用符号Ff和Fw表示。此外，当汽车 在上坡行驶时，还必须克服汽车重力沿坡道 的在分加力速行(称驶为时坡还道必阻须力克)，服以惯F性i表力示(称；为同加时速汽阻车 力)，以Fj表示。因此，汽车的总行驶阻力为
F＝Ff＋Fw＋Fi＋Fj (8—26)
发动机结构型式：
❖ 型式：直列、V型、W型 ❖ 缸数：3缸、4缸、6缸、8缸。。。 ❖ 凸轮轴位置：侧置、顶置：SOHC、DOHC ❖ 气门数：每缸2气门、4气门、5气门 ❖ 燃油喷射：SFI、MPI、PGM-FI、CRDi ❖ 配气：VVT、可变进气长度、TC、TCI
发动机基本参数：
❖ 功率、转速、扭矩
发动机选型匹配
❖ 整车性能对动力总成的要求 ❖ 动力总成布置空间 ❖ 发动机的选型 ❖ 发动机的特性匹配
整车性能
整车对发动机的性能要求： 1、动力特性
加速时间（0－100km/h） 爬坡性能 最高车速 2、经济性 油耗（百公里等速、综合工况） 3、噪声、排放 相应法规要求
整车匹配
一、布置空间的要求 二、发动机的选型 三、发动机特性匹配
对内燃机的特性及其匹配进行研究，不仅是为了评价内 燃机的性能，为正确、合理地选用内燃机提供依据， 同时，还可以通过对影响内燃机特性各种因素的分析。 提出改进特性以适应匹配要求的各种技术措施，以优 化整个动力装置的性能。
上边界线3为内燃机油量控制 机构处于最大位置时，不同 转速下内燃机所能发出的最
大功率 － 外特性曲线
Pe Ttq n
式中，Pe为有效功率，Ttq为内燃机的转矩，n为内燃机的工
作转速。
❖ 升功率、升扭矩 汽油机升功率要求：≥45kW/L 柴油机升功率要求：≥40kW/L
升扭矩未有明确要求，但通常也不小于80N.m/L，整车 动力性匹配更加关注低速区域的扭矩输出。
❖ 油耗 等速油耗，每百公里消耗的燃油，单位：L/100km 城郊工况油耗（国家油耗限值标准测试循环）
左侧边界线为内燃机最低稳定工 作转速nmin限制线，低于此转速 时，由于曲轴飞轮等运动部件储
存能量较小，导致转速波动大， 内燃机无法稳定工作
右侧边界线为最高转速nmax限 制线，受到转速过高所导致的
惯性力增大、机械摩擦损失加
剧、充量系数下降、工ຫໍສະໝຸດ 过程 恶化等各种不利因素的限制万有特性
由了负荷特性可以直观地显示发动机在不同负 荷下运转的经济性以及排温等参数，且比较容 易测定，因而在内燃机的调试过程中，经常用 来作为性能比较的依据。由于每一 条负荷特 性仅对应内燃机的一种转速，为了满足实际应 用的要求，需要侧出不同转速下的多个负荷特 性曲线。同时，根据这些特性曲线，可以得到 发动机的另外一个重要的特性——万有特性。
❖ 等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的实际使用经济 性能有重要的影响。
❖ 如果该曲线的形状在横向上较长，则表示内燃机在负荷变 化不大而转速变化较大的情况下工作时，燃油消耗率变化 较小。
❖ 如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在负荷变化较大 而转速变化不大的情况下工作时，油耗率变化较小。
❖ 对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在万有特性的中间 位置，这样常用转速和负荷就可以落在最经济区域内，并 希望等燃油梢耗率曲线在横向较长。对于拖拉机以及工程 机械用内燃机，其转速变化范围较小而负荷变化范围较大， 最经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较长。
一、布置空间的要求 ❖ 动力总成在整车中的布置位置：
1、前置；
2、后置；
3、横置前驱； 4、纵置后驱；
5、前横置四驱；6、纵置四驱。
一、布置空间的要求
❖ 动力总成在整车中的布置位置：
一、布置空间的要求
一、布置空间的要求
动力输出点满足整车要求（保持与原车一致），各间隙满足要求。 图示为V22原车布置空间：
2、发动机特性
内燃机的特性是内燃机性能的综合反映。特性的形式有 很多：内燃机调速特性与调整特性(如点火提前角调 整特性、供油提前角调整特性) ，负荷特性、速度特 性、万有特性等。
由于内燃机是为其他动力装置或工作机械提供动力的， 相互之间的配合特性不仅涉及到工作机械的性能，也 与内燃机本身的特性密切相关。