汽車發(fā)動機與變速器的匹配探討范文

本站小編為你精心準備了汽車發(fā)動機與變速器的匹配探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：隨著科技的發(fā)展，各種新技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，汽車已經(jīng)成為一種集先進技術(shù)于一體的產(chǎn)品，不僅僅是一種交通工具。人們越來越重視汽車的安全性、操縱性、動力性等，因此發(fā)動機與變速器的合理匹配問題顯得就更加重要。本文從汽車動力性與經(jīng)濟性的角度切入，深入研究發(fā)動機與變速器的匹配原則，希望能促進實踐中汽車發(fā)動機與變速器的匹配趨于更加合理化。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機；變速器；匹配

1概述現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展

使得汽車在動力性以及燃油經(jīng)濟性都得到了飛躍式的提高。動力的傳遞對于整車的燃油經(jīng)濟性至關(guān)重要，合理選擇發(fā)動機、動力傳遞系統(tǒng)的參數(shù)，同時合理匹配是其中的關(guān)鍵。發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的匹配深刻影響汽車的動力性發(fā)揮，發(fā)動機最高車速、比功率、最大功率要滿足動力性要求[1]。汽車在城區(qū)擁堵的前提下，基本上以低擋位行駛，此時最小傳動比選擇較大時，后備功率大，動力性較好，但發(fā)動機負荷率較低，燃油經(jīng)濟性較差。當最小傳動比選擇較小時，后備功率較小，發(fā)動機負荷率較高，燃油經(jīng)濟性較好，但動力性差。同時，最大傳動比的選擇越小，汽車通過性會降低；若選擇過大，則變速器傳動比變化范圍較大，檔數(shù)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]。擋位數(shù)越多，提高了發(fā)動機發(fā)揮高功率的機會，從而增加加速與爬坡能力；此外檔位數(shù)越多，增加了發(fā)動機工作在最小燃油消耗轉(zhuǎn)速區(qū)域的機會，改善燃油經(jīng)濟性。合理選擇發(fā)動機、傳動系統(tǒng)的布置形式如汽車的驅(qū)動形式等，合理設(shè)計傳動系統(tǒng)參數(shù)如檔位的布置以及傳動比的設(shè)計，變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計等可以優(yōu)化傳動系統(tǒng)的匹配。

2發(fā)動機與變速器的匹配原則

2.1以變速器的種類匹配發(fā)動機變速器

一般情況下可分為疏齒比和密齒比，發(fā)動機分為小功率和大功率。對于大功率發(fā)動機而言，它的速度特性曲線中扭矩不只有一個峰值，最高扭矩出現(xiàn)在后端，我們以兩個峰值為例，第一峰值出現(xiàn)較早大約2000轉(zhuǎn)，第二峰值出現(xiàn)在末端大約6000轉(zhuǎn)。對于小功率發(fā)動機來說，往往只有一個峰值且維持轉(zhuǎn)速區(qū)間較大。根據(jù)變速器的工作特性，傳動比越小工作轉(zhuǎn)速區(qū)間越窄，對于疏齒比變速器而言，各個檔位工作轉(zhuǎn)速區(qū)間較大，換擋后需要較長時間加速來發(fā)揮發(fā)動機的扭矩，因此更適合小功率發(fā)動機。對于密齒比變速器而言，各個擋位的工作轉(zhuǎn)速區(qū)間較窄，不需要太長加速時間就進行換擋，需要換擋之后存在一個較大的扭矩。因此，密齒類變速器更適合匹配高功率發(fā)動機。例如跑車、越野車。對于疏齒比的變速器而言，更適合小功率發(fā)動機，各擋位加速時間與發(fā)動機扭矩峰值出現(xiàn)時間恰好匹配。例如寶來、吉利帝豪等小型車。綜上所述，密齒類變速器匹配高功率發(fā)動機，疏齒比變速器匹配小功率發(fā)動機。

2.2以發(fā)動機扭矩曲線匹配變速器

汽車性能能否充分發(fā)揮，根本上是看發(fā)動機與變速器的匹配合理與否。發(fā)動機定型生產(chǎn)以后，生產(chǎn)廠家通常以扭矩曲線來匹配變速器[3]。汽車的動力性主要看加速能力和最高車速，即發(fā)動機扭矩和最高功率的大小。從發(fā)動機扭矩曲線來看，發(fā)動機可以分為單峰值、多峰值。對于這兩種不同的發(fā)動機速度特性曲線，結(jié)合實際情況匹配合適變速器來發(fā)揮整車性能。對于多峰值的發(fā)動機速度特性曲線而言，匹配密齒型變速器[4]。密齒型———在總的傳動比差一定的情況下，使擋位數(shù)更多，讓公差更小。可以充分利用速度特性曲線中的扭矩上升段，將加速性能發(fā)揮到最高。對于單峰值發(fā)動機速度特性曲線而言，扭矩相對呈一條直線，即在一定范圍內(nèi)不變，動力區(qū)間穩(wěn)定且范圍大，匹配疏齒型變速器將更合適。疏齒型變速器各擋位轉(zhuǎn)速區(qū)間大，不必頻繁換擋。對于密齒型變速器而言，增加擋位數(shù)，可以保障加速能力和最高車速；而對于疏齒型變速器，即使一臺3速或4速變速器同扭矩要足夠的大發(fā)動機匹配，同樣能獲得不錯的性能。變速器的工作特點是保證車輛在不同工況下都有足夠的地面驅(qū)動力，只有這樣車輛才能正常起步、爬坡、加速，不同擋位數(shù)的變速器，其傳動比疏密度是不一樣的。汽車起步、爬坡或低速行駛時，需要更大的地面驅(qū)動力來克服行駛阻力，此時變速器傳動比越大動力性越好。在高速行駛時，車輛主要的行駛阻力來源于空氣阻力、滾動阻力，此時地面驅(qū)動力則不要很大，需要更高的車速來發(fā)揮發(fā)動機的功率。此時需要更小的傳動比，發(fā)揮發(fā)動機功率使汽車速度更快。換擋就是為了實現(xiàn)上述目標，當需要地面驅(qū)動力較大時選擇大傳動比，當需要提高車速時就用小傳動比。

3總結(jié)

通過以上系統(tǒng)的理論研究，汽車車發(fā)動機與變速器的匹配主要是從客觀實際的使用條件出發(fā)，同時綜合考慮汽車的動力性和經(jīng)濟性要求。兼顧以下兩方面：高轉(zhuǎn)速發(fā)動機應(yīng)匹配密齒類變速器也就是擋位數(shù)較多的，低轉(zhuǎn)速大扭矩發(fā)動機應(yīng)匹配擋位數(shù)較少的；要按照發(fā)動機的動力輸出曲線，確切說是扭矩曲線來匹配變速箱。

參考文獻：

[1]張俊紅，馬正穎.汽車發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的優(yōu)化匹配[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2010，06.

[2]吳雅莉.液力變矩器與發(fā)動機匹配及變速器檔位優(yōu)化研究[D].武漢理工大學(xué)，2009.

[3]張建剛.重型自卸車動力傳動系統(tǒng)匹配與優(yōu)化[D].吉林大學(xué)，2013.

[4]徐進軍.汽車自動變速傳動匹配研究[D].華南理工大學(xué)，2002.

作者：周遊 單位：長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校汽車工程學(xué)院