汽车动力装置参数选定
汽车动力装置参数的选择
汽车动力装置参数的选择汽车动力装置（汽车发动机）是汽车最重要的组成部分之一，它的参数选择直接关系到汽车的性能、燃油经济性、排放水平等方面。
对于不同类型的汽车和使用环境，需要根据需求进行不同的参数选择。
本文将从发动机类型、缸数、排量、功率、最大扭矩、燃料经济性和排放水平等方面介绍汽车动力装置参数的选择。
首先，发动机类型是选择的第一个重要参数。
目前市场上主要有燃油发动机和电动发动机两种类型。
燃油发动机又分为汽油发动机和柴油发动机。
选择发动机类型要根据汽车的使用环境和个人需求来决定。
如果是长途高速行驶，柴油发动机的燃油经济性更好；如果是城市内短途行驶，电动发动机的零排放和低噪音更有优势。
其次，缸数和排量是决定发动机性能的重要参数。
一般来说，缸数越多，发动机的功率和扭矩越大，但燃油消耗也相应增加。
排量越大，发动机的功率和扭矩也越大，但燃油消耗也相应增加。
选择缸数和排量要根据汽车的使用需求来决定，如果需要更高的动力表现，可以选择多缸、大排量的发动机；如果追求更低的油耗，可以选择少缸、小排量的发动机。
功率和最大扭矩也是衡量发动机性能的重要指标。
功率决定了汽车的加速能力和最高时速，一般来说，功率越大，加速能力和最高时速越高。
最大扭矩决定了发动机的爬坡和牵引能力，一般来说，最大扭矩越大，爬坡和牵引能力越强。
选择功率和最大扭矩要根据汽车的使用环境和个人需求来决定，如果需要更好的动力表现和爬坡能力，可以选择功率和最大扭矩较大的发动机。
燃料经济性和排放水平是选择发动机的另外两个重要方面。
燃料经济性指的是汽车行驶一定距离所消耗的燃料量，一般用百公里油耗来表示。
排放水平指的是发动机排放的有害物质含量，一般用排放标准来表示。
选择燃料经济性和排放水平时，要根据个人对节能环保的需求来决定，如果追求更低的燃油消耗和更低的排放水平，可以选择符合更高排放标准的发动机。
除了上述参数外，还有一些其他因素也会影响到发动机的选择，如可靠性、维护成本、使用寿命等。
第三章 汽车动力装置参数的选定
比功率＝ 1m 0P e0 3 0 .f6g tuam ax 7.C 1 6 D m A 4tua 3max
1）利用现有汽车统计数据估计汽车比功率。 2）做汽车比功率—汽车总质量图，可以得 到发动机功率。
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§1 发动机功率的选择
中型货车的比功率约为10kw/t,其中Ff约占40％。 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)。
第三章 汽车动力装置参数的选定
汽车动力装置参数 发动机的功率 传动系的传动比
影响汽车的 动力性 燃油经济性
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第三章 汽车动力装置参数的选定
发动机功率的选择 传动系最小传动比的选择（主减速器传动比） 传动系最大传动比的选择（头挡传动比） 传动系档数与各档传动比的选择 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置
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§3 最大传动比选择
三、按以上取值 取以上两者较大者
四、利用附着系数验算 验算附着条件
F tmaxTtq mriag1 x i0t F F z
必要时，只能从汽车总体布置和结构着手，改 善汽车的附着能力。
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§3 最大传动比选择
货车
最大传动比 35~50
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§3 最大传动比选择
考虑三个方面：
最大爬坡度＋附着力＋最低稳定车速
普通汽车：itmax=ig1.i0 ，其中 i0 已经在上 一节选好，即选择 ig1＝？ 即：确定头挡的传动比
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§3 最大传动比选择
一、最大爬坡度
汽车的最大驱动力（忽略空气阻力）
第三章 汽车动力装置参数的选定
汽车动力装置参数系指发动机的功率、传动系 的传动比。它们对汽车的动力性 燃油经济性 动力性与燃油经济性 动力性 有很大影响。在确定这些参数时，必须充分考 虑到满足这两个基本性能的要求，同时还要满 足驾驶性的要求。 本章将讨论发动机功率、传动装置参数的初步 选择及按燃油经济性—加速时间曲线进一步优 化确定这些参数的方法。
３、能够便于与副变速器结合构成更多挡位的变速器
三、实际传动比分配规律： 对于挡位较少（如５挡以下）的变速器， 低挡位的使用率低，所以较高挡位间隔小一 些，因此，实际上各挡传动比常按下面的关 系式分布：
第五节 利用燃油经济性-加速时间曲线确 定动力装置参数
利用上述方法初步选择参数后，进一步具体分 析、计算不同参数匹配下汽车的燃油经济性和 动力性，然后综合考虑各方面因素，最终确定 动力装置的参数。 通常以循环工况油耗Q(L/100Km)代表燃油经 济性，以原地起步加速时间代表动力性，做出 不同参数匹配下的燃油经济性-加速时间曲线， 据此确定动力装置参数。
三、发动机、变速器、主减速器传动比的确定
作业
1，解释概念：C曲线 2，简述初步选定发动机功率、最小传动比、最 大传动比、传动系挡数及各挡传动比的一般 方法或原则。 3，动力装置参数最终如何确定？ 4，采用等比级数来分配各挡传动比有什么好处？ 5，对于挡数较少（如5挡以下）的变速器，各 挡传动比一般如何分配？为什么？ 6，学会利用图3-12确定动力装置参数。
一、主减速器传动比的确定
在其他参数不变的情况下，可根据下图选定最佳主减速器传动比。 图中，燃油经济性-加速时间曲线，大体上成C形，所以称之为C曲线。
二、变速器与主减速器传动比的确定
在不改变发动机的条件下，可利用C曲线从数种变速器中选择 一个合适的变速器和一个合适的主见速器传动比。
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。
第三章、第四章汽车动力装置参数的选定
第三章、第四章汽车动力装置参数的选定第三章汽车动力装置参数的选定1、汽车动力装置参数的概念2、选择汽车动力装置参数的条件或者原则3、选择发动机功率的要求4、比功率的概念5、比功率的计算公式6、货车的比功率和轿车的比功率有什么不同？为什么？一般货车的比功率是多少？7、为什么各个国家对车辆的最小比功率要作出规定？8、最小比功率选择要求满足哪些条件？9、如何根据不同i0时的功率平衡图来选择最小传动比？10、直接挡的动力因素对汽车的燃油经济性有什么影响？10、为什么说最小传动比还受到驾驶性能的限制？11、最大传动比选择的原则是什么？12、通常各种类型汽车的最大爬坡度是多少？13、为什么轿车不限制最大爬坡度？14、在满足汽车最大爬坡度和附着极限的情况下汽车最大传动比的计算公式？15、采用无级变速对汽车的动力性和经济性有什么影响？为什么？16、普通齿轮变速器的传动比的比值通常是多少？17、轿车采用普通齿轮式变速器，通常挡位数是多少？为什么？18、从理论分析，汽车普通齿轮式变速器的传动比按等比级数分析？请证明之。
19、为什么汽车普通齿轮式变速器要按等比级数分配？20、实际汽车普通齿轮式变速器是按什么进行分配传动系的传动比的？为什么？21、如何根据C曲线选择主减速器的传动比？第四章汽车的制动性1、汽车制动性、制动效能、抗热衰退性能（或者又称制动效能的恒定性）、制动方向稳定性的概念2、汽车制动性的评价指标3、我国国家标准对于汽车制动性能的要求有哪些？4、地面制动力、制动器制动力的概念5、地面制动力、制动器制动力的计算公式6、请根据图4-3分析制动过程中地面制动力、制动器制动力和附着力的关系，并可用公式表达。
7、汽车制动过程的印痕、滑动率和运行状态的关系？8、制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数的概念。
9、制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数与滑动率的关系？10、制动过程影响附着系数的因素？11、三种计算制动减速度的公式和原理？12、汽车制动全过程包括哪几个阶段？13、决定汽车制动距离的主要因素有哪些？14、制动距离的计算公式。
第3章 汽车动力装置参数的选定
§3-1 发动机功率的选择
设计中常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.最高车速虽然仅是动力性中的 一个指标,但它实质上也反映了汽车的加速能力与爬 坡能力. 若给出了期望的最高车速,选择的发动机功率应 大体等于,但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率 之和,即: Pe = C A 3 1 Gf ua max + D ua max ηT 3600 76140 (3-1)
2,在选定最小传动比时,要考虑到最高档行使时汽 车应有足够的动力性能,即应有足够的最高档动力因数 D0max. 最小传动比itmin即一般汽车的i0与D0max有如下关系
T tq max i 0η T D 0 max = r
CD A 2 u at 21 . 15 G
最小传动比还受到驾驶性能的限制.驾驶性能是包括 驾驶平稳性在内的加速性,系指动力装置的转矩响应,噪 声和振动.
§3-3 最大传动比的选择
确定最大传动比时,要考虑三方面的问题:最大 爬坡度或I档最大动力因数D1max,附着力以及汽车最低 稳定车速. 就普通汽车而言,传动系最大传动比itmax是变速器 头档传动比ig1与主减速器传动比i0-的乘积.当i0已知 时确定传动系最大传动比也就是确定变速器I档传动比.
G ( f cos a max + sin a max ) r Ttq max i 0η T 一般货车的最大爬坡度约为30%,即a≈16.7.
ig1≥
求出I档传动比后应按系数
=0.5~0.6
§3-4 传动系挡数与各挡传动比的选择
就动力性而言,档位数多,增加了发动机发挥最大 功率附近高功率的机会,提高了汽车的加速与爬坡能力. 就燃油经济性而言,档位数多,增加了发动机在低燃油 消耗率区工作的可能性,降低了 油耗.所以增加档位数 会改善汽车的动力性和燃油经济性. 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 传动比与最小传动比之比 值越大,挡位数也应越多.
第三章 汽车动力装置参数的选定
不同的变速器时的燃油经济性
（3）A、B、C三种变速器根据 设计主要目标确定其一，再确定 其i0 （4）三条线的包络线为最佳燃 油经济性动力性曲线
a、变速器II和主减速器传动比为8.6时的匹配关系的燃油经济型 和动力性最佳。 b、以0－1km连续换档加速的末速度为动力性评价指标。装用 带超速档的或最高档为直接档的6档变速器，燃油经济性都比5 档变速器时有改善。
松软的路面
土壤容易 受冲击破坏
影响附着力
保证最低稳定车速Uamin
最大传动比itmax
it max 0.377
nmin r u a min
第三节 最大传动比的选择
最大传动比itmax
驱动轮的附着率
汽车的总体布置
汽车的结构
第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
汽车的动力性 传动系的挡数 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
变速器与主减速器传动比的确定
合适的变速器
C曲线 合适的主减速器
（1）当直接挡为最高档， 分别用3、4挡变速器时，4 挡动力性好（变速范围广）
Km/L或mile/gal
（2）5挡具有超速挡，经济 性↗，动力性↗
Km/L或mile/gal
第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
'
ua 2
ua 2 0.377
rn2 ig 2i0
n1 ig 3
'
n2 ig 2
n2 n1
'
ig 2 ig 3
第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
传动比按照 等比级数
ig1 ig 2
ig 2 ig 3
汽车动力装置参数的选择
的比功率值。利用这些数值点形成的区域，
可以根据设计轿车的总质量、预期的最
高车速，大体确定发动机的功率。
轿车的最高车速，随着年代的不同而逐步提高。可以从
1997年：《Autocar》杂志中的数据，了解当代轿车最高车速
的数值。共试验了100辆轿车，最高的 ua max 为322km/h，最低 的为138km/h，平均为211km/h。
最小传动比过小，发动机在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声与振动 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转噪声大。
据Thomas R.Stocktont介 绍，美国曾以1979年进口轿 车与美国产轿车作回归分析， 得到了动力装置 n的/ u允a 许值图(Power-Train Acceptance Chart)，见图 3-4。
• 可以看出，主传动比为i02 时，阻力功率
曲线正好与发动机功率曲线2交在其最大
功率点上。
若相当发动机最大功率时的车速—
称为 u p 则有 ua max2 u p2
。
而装有另外两种传动比的主减速器，
发动机功率曲线1、3与阻力功率曲线
的交点均不在最大功率点，即
ua max1 u p1 , ua max3 u p3
（最高车速虽然仅是动力性中的一个指标，但它实质上也反映了汽车的加速 能力与爬坡能力。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，加速与爬坡能力必然较好）
发动机原理汽车动力装置参数选定课件
越野用途
对于越野汽车，需要具备较好的 通过性和爬坡能力，应选择较大 排量、低速扭矩较大的发动机。
商务用途
商务汽车需要保持稳定的行驶状 态和舒适性，应选择中大排量、
运转平稳的发动机。
考虑汽车制造工艺与成本
材料选择
发动机的材料直接影响其性能和成本，如铸铁发动机成本较低，但 重量较大；铝合金发动机则轻便且散热性好，但成本较高。
参数选定应控制汽车的生产和购买成 本，提高市场竞争力。
维修保养费用
参数选择应考虑汽车的维修保养费用， 降低长期使用成本。
环保性原则
排放标准
参数选定应符合国家和地 区的排放标准，减少对环 境的污染。
能耗优化
参数选定应优化汽车的能 耗，提高能源利用效率， 减少能源浪费。
噪音控制
参数选择应注重汽车的噪 音控制，降低噪音污染， 提高乘坐舒适性。
01 汽油机
轻巧、转速高、启动性能好，但燃油消耗较高。
02 柴油机
效率高、燃油消耗低，但噪音和震动较大。
03 混合动力发动机
结合汽油机和电动机的优势，节能环保。
发动机性能指标
功率
表示发动机在单位时间内 所做的功，单位为马力或 千瓦。
扭矩
表示发动机输出的转矩， 单位为牛顿米或公斤米。
燃油消耗率
表示发动机每千瓦小时的 燃油消耗量，单位为克/千 瓦小时。
气缸数
多气缸发动机通常具有较好的加 速性能和低速稳定性，而少气缸 发动机则具有较高的燃油经济性
和轻量化特点。
气缸排列方式
常见的气缸排列方式有直列、V型 和水平对置等，不同排列方式对发 动机性能和结构有不同的影响。
03 动力装置参数选定
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
汽车比功率的选择
HBQY
最 大 功 率 （ Kw/rpm） ：最 高 车 速 （ km/h） ： 东 方 之 子 2.0L 95/5500 190 标 致 307 2.0L 108/6000 196 帕 萨 特 2.0L 85/5400 192 雅 阁 2.0L 110/6000 195 富 康 1.6 78/5750 178 波 罗 1.6L 74/6000 180 嘉 年 华 1.6L 68/5500 175 乐 骋 1.4L 69/6000 150
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
二、最小传动比的选择
HBQY
大多数时间以最高挡，即最小传动比的挡 位行驶 总传动比 it=igi0ic ic为分动器或副变速器的传动比，普通 汽车不设分动器或副变速器。 直接挡为最高挡的汽车，最小传动比
汽车动力性经济性匹配的意义
HBQY
b、大马拉小车
美国克莱斯勒汽车公司 的“道奇.战斧”四轮摩托车 ，自重680千克、车长超过 2.5米、宽度约70厘米、高度 1米；装有10缸、总排气量为 8.3L、功率为500马力的 Viper V10发动机。理论上在 2.5秒内能加速到96.5公里/ 小时，最高时速可达643.6公 里。 理论上最高车速可以很 高，但是轮胎、轴承等零部 件达不到要求，路面也可能 不适合。
第三章 汽车动力装置参数的选定
HBQY
一、发动机功率的选择 二、最小传动比的选择 三、最大传动比的选择 四、传动系挡数和各挡传动比的选择 五、燃油经济性-加速时间曲线
第3章汽车动力装置参数的选定
第一节 发动机功率的选择
轿车的最高车速, 随着年代的不同而逐步提高。可以从1997 年 《Autocar》杂志中的数据, 了解当代轿车最高车速的数值。共试验了100 辆轿车, 最高的uamax 为322km / h, 最低的为138km / h, 平均为211km / h。若 将车辆分作一般轿车、多用途车(MPV)、吉普车与跑车四类, 则一般轿车的 平均uamax 值见表3-1。
第一节 发动机功率的选择
图3-1 货车比功率与其总质量的关系 a) 东风、跃进汽车公司等生产的货车 b) 日本货车
c) 重型货车 d) Actros 货车族系
第一节 发动机功率的选择
图3-1a、b、c 表明货车的比功率是随其总质量的增大而逐步变小的, 一般货车的比功率约为10kW / t。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于2~3t 的轻型货车常是轿车或微型旅 行车的变型车, 动力性能很好, 比功率很大。重型货车、汽车列车的最高速 度低, 比功率较小。
三辆多用途车的平均uamax 为185km / h, 五辆吉普车为103km / h, 六辆 跑车的平均uamax值达288km / h。
第二节 最小传动比的选择
汽车大多数时间是以最高档行驶的, 即用最小传动比的档位行驶。因 此, 最小传动比的选定是很重要的。
传动系的总传动比是传动系中各部件传动比的乘积, 即 it = ig i0 ic
第一节 发动机功率的选择
轿车行驶车速高, 且不同轿车动力性能 相差可以很大, 其最高车速在125 ~ 300km /h 之间。根据式( 3-2), 绘出f/ηT= 0. 02,CD A/mηT= 4×10-4 ~ 10-3 m2 / kg 时的比功率曲 线,如图3-2 所示。利用英国1997 年《Autocar》 杂志中的数据, 图3-2 中标出了一批当代轿车 的比功率值。利用这些数值点形成的区域, 可以根据设计轿车的总质量、预期的最高车 速, 大体确定发动机的功率。
第三章 汽车动力装置参数的选定
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第三章汽车动力装置参数的选定第三章汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数发动机的功率传动系的传动比影响汽车的动力性燃油经济性1/ 44第三章汽车动力装置参数的选定发动机功率的选择传动系最小传动比的选择（主减速器传动比）传动系最大传动比的选择（头挡传动比）传动系档数与各档传动比的选择利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ §1 发动机功率的选择一、依据（原则）：常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。
〔从动力性角度出发〕讨论： 1. 动力性指标：uamax、i、tj 2. uamax增 Pe增后备功率Pe－（Pf+Pw）/?T增加速能力和爬坡能力也较好。
3/ 44§1 发动机功率的选择1．根据最高车速计算发动机最大功率Pe ? 1CD A 3 ? 1 ? Gf Pe ? ? ua max ? ua max ? ?t ? 3600 76140 ??t?Pf? Pw ?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。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ §1 发动机功率的选择2. 用比功率确定发动机最大功率比功率—单位汽车总质量具有的发动机功率。
汽车动力装置参数的选择
比功率
fg 3.6ηT
ua max
CD A 76.14mηT
u3 a max
8
第一节 发动机功率的选择
散点图： 双曲线趋 势，货车 的比功率 随总质量 增大而减 小。
9
第一节 发动机功率的选择
10
第一节 发动机功率的选择
11
第一节 发动机功率的选择
12
第一节 发动机功率的选择
上图表明： 1. 货车的比功率是随其总质量的增大而逐步变小； 2. 一般货车的比功率约为10kW/t。 3. 小于2－3t 的轻型货车常是轿车或微型旅行车的
第三章 汽车动力装置参数的选择
汽车动力装置参数是指发动机的功率、传动系的传 动比。
本章主要根据汽车对动力性和燃油经济性的要求， 确定汽车动力装置参数。
首先应考虑满足新设计汽车的动力性要求，如最高 车速、最大爬坡度、加速能力等，同时还要兼顾汽车燃 油经济性的要求和驾驶性的要求。
1
本课程研究的主要内容
3
第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
依据（原则）：
常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。〔从动力性角度出发〕
讨论：
1. 动力性指标：uamax、i、t ；
2. uamax
Pe
Pe－（Pf+Pw）/T
加速和爬坡能力必然就好。
第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
主要研究汽车的各项性能
更好的使用汽车
动力性
汽 车 燃油经济性
的 性
制动性
能 主 操纵稳定性
要
包 平顺性
括
通过性
汽车动力装置 参数的确定
汽车动力装置参数的选定(ppt 6页)
第3章发动机功率的选择和传动系传动比的确定学习目标通过本章的学习，要求掌握选择发动机功率和传动系档位数和传动比的方法。
汽车发动机的功率和传动系传动比对汽车的动力性与燃油经济性有很大影响。
在确定这些参数时，必须充分考虑到满足这两个基本性能的要求。
此外，还要注意到满足驾驶性的要求。
3.1节发动机功率的选择通常设计中常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机的功率。
最高车速虽然只是动力性中的一个指标，但它实质上也反映了汽车的加速能力和爬坡能力。
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，加速与爬坡能力必然较好。
如果给出了期望的最高车速，则选择的发动机功率应不小于以最高车速行驶时阻力功率之和，即（3-1）在给定、、、、这些值后，便能求出应有功率的数值。
在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。
汽车比功率是单位汽车总质量具有的发动机功率，比功率的常用单位为kW/t，汽车比功率可由下式求得：汽车比功率= （3-2）各种货车的、及值大致相等且最高车速也相差不多，但总质量变化范围很大。
货车最高车速为100km/h左右。
一辆中型货车的比功率约为10kW/t，其中用以克服滚动阻力功率的，即式（3-2）中的第一项，约占2/5。
对于各类货车上式第一项的数值大体相同。
式中第二项是克服空气阻力功率的部分，它随而变化，货车总质量增大时，迎风面积增加有限，故第二项将随着总质量的增加而逐步减少。
因此不同货车的比功率将随着其总质量的增大而逐步减小。
货车比功率一般在7.35 kW/t（10PS/t）以上。
小于2～3t的轻型货车大多是轿车的变型车，动力性能较好，比功率很大。
重型自卸车最高车速低，比功率较小。
因此，货车可以根据同样总质量与同样类型车辆的比功率统计数据，初步选择发动机功率。
轿车行驶车速高，且不同轿车动力性能相差可以很大，现代轿车的最高车速一般在140～200km/h之间；比功率相差也比较大，一般轿车比功率在15～90 kW/t之间。
汽车动力装置参数的选定
第三章汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数：指发动机的功率、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。
基本内容：发动机功率的选择最小传动比的选择最大传动比的选择变速器挡数与各挡传动比的选择难点：利用燃油经济性——加速时间曲线确定动力装置参数发动机最大功率和传动系传动比的确定，首先应考虑满足新设计汽车的动力性要求，如最高车速、最大爬坡度、加速能力等，同时还要兼顾汽车燃油经济性的要求和驾驶性的要求。
在确定发动机最大功率和传动系传动比之前，先要参照同类型汽车和有关资料初步确定如下参数：(1) 汽车的质量；(2) 迎风面积和空气阻力系数；(3) 轮胎的型号和尺寸；(4) 传动系的机械效率。
第一节发动机功率的选择一、根据同类汽车的功率类推利用比功率：或比质量：)(t kW mP e )(kW t P me ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=3max max 7614036001a D a T e u A C u Gf P η功率平衡方程：kW 3max max 14.766.31000a T D a T e u m A C u fg mP ηη+=t kW 比功率：1.货车各种货车的f、ηT 、CD大致相等，且总质量相同的货车最高车速相差不大，比功率大致相同。
可直接根据比功率与其总质量的关系来确定发动机功率的大小。
比功率与其总质量的关系可由统计学规律得出。
2.客车根据国家有关大客车标准（JT/T325-2004），规定了不同级别大客车的最高车速和比功率的限值。
3.轿车轿车行驶车速高,且不同轿车动力性能相差很大,其最高车速在125km/h-300km/h之间。
先利用比功率与最高车速的关系，确定比功率；再由轿车的总质量大体确定应有的发动机功率。
提示:教材中此图有误！二、根据对汽车行驶性能的要求1.根据最高车速设计中常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。
最高车速虽然仅是动力性中的一个指标，但它实质上也反映了汽车的加速能力与爬坡能力。
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3-2 最小传动比的选择
3-3 最大传动比的选择 3-4 传动系档数与各档传动比的选择 3-5 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装 置参数
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
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引 言
发动机最大功率和传动系传动比的确定，首先应考虑 满足新设计汽车的动力性要求，如最高车速、最大爬坡度、 加速能力等，同时还要兼顾汽车燃油经济性的要求和驾驶 性的要求。 在确定发动机最大功率和传动系传动比之前，先要参 照同类型汽车和有关资料初步确 定如下参数：
机功率。
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第一节 发动机功率的选择
图3—2a、b、c表明： 1. 货车的比功率是随其总质量的增大而逐步变 小； 2. 一般货车的比功率约为10kW/t。 3. 小于2－3t 的轻型货车常是轿车或微型旅行车 的变型车，动力性能很好，比功率很大。 4. 重型货车、汽车列车的最高速度低，比功率 较小。
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第一节 发动机功率的选择
图3-2中标出了一批当代轿车的比功率值。利用 这些数值点形成的区域，可以根据设计轿车的总质 量、预期的最高车速，大体确定发动机的功率。
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第一节 发动机功率的选择
一般轿车的平均车速：
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第一节 发动机功率的选择
2. 用比功率确定发动机最大功率 比功率—单位汽车总质量具有的发动机功率。
1000Pe CD A fg 3 u a max ua 比功率＝ max m 3.6 t 76.14m t
利用现有汽车统计数据估计汽车比功率。
做汽车比功率—汽车总质量图，可以得到发动
如变速器的最高档为超速挡，则最小传动比应为变速器 最高档传动比与i0的乘积。二轴变速器没有直接挡．最小传 动比为最高档传动比与i0的乘积。
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第二节 最小传动比的选择
三、最小传动比选择例题 例题：无ic，igmin＝1，则 itmin，即主减速器传动比 （i0）的选择。
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第一节 发动机功率的选择
一、依据（原则）： 常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。〔从动力性角度出发〕 讨论：
1. 动力性指标：uamax、i、tj
2. uamax增——Pe增——Pe－（Pf+Pw）/T增
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第一节 发动机功率的选择
1. 先分析uamax 由图知
Pe max 2 1
t
P
f
Pw
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第二节 最小传动比的选择
所以
ua max 2 u p 2 89km / h
Pe max 2 16.18kw
而
且
ua max 1 u p1
u a max 3 u p 3
ua max 1、ua max 3 ua max 2 所以，i0选择到汽车的最高车速相当于发动机 最大功率时的车速时，最高车速是最大的。
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第二节 最小传动比的选择
2. 再分析 Pe－ Pf Pw t
1
i0 < 4.62，后备功率差，但 Qs 好 不强调 Qs ，则 i0 应使 uamax＝up 或 up 稍小于
4. 受驾驶性能的限制：即包括驾驶平稳性在内的加 速性，如动力装置的转向响应、噪声与振动。 e.g. i0 过小加速性能不好，发动机重负荷下工作出现 噪声与振动； i0 过大燃料经济性差，发动机高速运转噪声大。
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第二节 最小传动比的选择
根据每千克(磅)车质 量的发动机排量毫升值， 查出允许的最小n/ua值。 这对选择轿车最小传动 比是有参考价值的。
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第一节 发动机功率的选择
不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定， 以保证行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某 些性能差的车辆阻碍车流。 货车可以根据同样总质量与同样类型车辆的比 功率统计数据，初步选择发动机功率。 我国有关大客车的标准明确规定了最高车速与 功率的数值．可以作为初步确定发动机功率的依据。
二、常用的方法 1．根据最高车速计算发动机最大功率
Pe 1
CD A 3 1 Gf Pe ua max ua max t 3600 76140
t
P
f
Pw
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。
i0 > 4.62，后备功率好，但 Qs 差 uamax； 强调 Qs，则 i0 应使 up 稍大于 uamax，出现减 小 i0 的趋势。
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第二节 最小传动比的选择
3. 最高档行驶时汽车应具有足够的动力性，即应有 足够的最高档动力因数 D0max，亦即
Ttq max i0 t D 0max r G CD A 2 uat 21.15
(1) 汽车的质量；
(2) 迎风面积和空气阻力系数；
(4) 传动系的机械效率。
(3) 轮胎的型号和尺寸；
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第一节 发动机功率的选择
问 题：
1、为什么最高车速实质上也能反映汽车的加速能 力与爬坡能力？ 2、汽车设计工作中如何选择发动机功率？
3、比功率？
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第一节结束！
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第二节 最小传动比的选择
一、imin的重要性 汽车多数时间是以最高档行驶，即以最小传动比行驶。 二、传动系的总传动比
it=ig.i0.ic
普通汽车没有分动器或副变速器，若装有三轴变速器且 以直接挡作最高档时，传动系最小传动比就是主传动比i0；
第三章 汽车动力装置参数的选定
预备知识
汽车传动系的功能、动装置参数的初步选 择，按燃油经济性－加 速时间曲线进一步确定 这些参数的方法。
汽车的动力性
汽车燃油经济性
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第三章 汽车动力装置参数的选定
3-1 发动机功率的选择