摩托车最小传动比设计.docVIP

摩托车最小传动比的探讨 摘要：本文从理论到实例探讨了摩托车最小传动比。 1、前言 摩托车的动力性和燃油经济性与发动机和整车之间的传动系的参数选择、匹配密切相关。如何获得最佳传动系的匹配，是各个摩托车主机厂家十分关心的课题。目前主机厂家是在市场上采购或自己开发的发动机来进行装配，由于发动机内部的结构的限制，一旦传动比确定，基本无法更改，只有末级传动比可做一定的调整。这样，合理的匹配好末级传动比在主机厂的设计过程中起到了至关重要的作用。 2、理论分析 1)摩托车行使阻力 摩托车在道路上行使将受到各种与行使方向相反的作用力，这些力统称为行使阻力。其中包括来自路面的滚动阻力F和来自空气阻力F,若摩托车在坡道上行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力，即坡道阻力F，若加速行驶时还必须克服加速阻力F。因此摩托车总的行驶阻力为： F=F+F+F+F 式中：F和F在任何条件下均是存在的。 滚动阻力F：是车轮在路面上滚动时所引起的阻力总称。产生的原因是由于轮胎断面产生变形，形成挠曲作用，使轮胎内部摩擦，产生弹性迟滞损失而消耗机械能以及轮胎与路面接触部位不断产生滑移摩擦而形成。 空气阻力F：空气阻力分为压力阻力和摩擦阻力两部分。作用在摩托车外形表面法向压力的合力在行使方向反方向上的分离称为压力阻力；由于空气粘性在车表面产生的切向力的合力在行使方向的方向上的分力称为摩擦阻力。 坡道阻力F：当摩托车在上坡行使时，坡道角为α，摩托车重力沿坡道向下的分力表现为摩托车的坡道阻力，F=mgsinα。 加速阻力F：摩托车加速行使时，需要克服自身质量加速运动时的惯性力，这就是加速阻力。它包括摩托车平移质量加速行使的惯性力和旋转部件加速旋转的惯性力矩等效作用在摩托车质心上的惯性力。 综上所述，当一辆摩托车在平直的公路上做匀速行使时，其只受到滚动阻力和空气阻力。 2）功率平衡分析 根据以上摩托车行使阻力情况的分析，摩托车要想在道路上行使，需摩托车所输出的动力必须克服上述的行使阻力。则功率平衡理论认为摩托车行使时，发动机传递到驱动后轮的驱动功率与摩托车的行使阻力功率应平衡。 图1是摩托车的功率平衡图，曲线1、2、3分别是对应最小传动比为、、时的摩托车输出功率曲线，其中，。从图1可以看出当传动比为时，阻力功率曲线与发动机功率曲线2交在最大功率点上，最高车速与最大功率车速相等，而另外的2条功率曲线与阻力曲线交点不在最大功率点上，且交点所对应的车速均小于。当传动比为时，摩托车的后备功率增加，燃油经济性能降低；而曲线3在曲线2的右方，使发动机功率利用率高，可摩托车的后备功率较小。 由车速与发动机转速之间的关系式 V=0.377 （1） 总传动比 为 =0.377 (2) ——发动机对应的转速（单位：r/min） r ——驱动轮工作半径（单位：m） ——车速(单位：km/h) 总传动比 = (3) ——一次传动比（发动机曲轴与主轴的传动比）； ——变速传动比（主轴到副轴的传动比）； ——二次传动比（发动机副轴上输出链轮到后轮上大链轮的传动比） 3)设计目的及设计原则 对摩托车最小传动比的设计目的是使得摩托车的动力性和燃油经济性相互兼顾，并达到最优的效果，既有较好的动力性，又有较好的燃油经济性。 通常摩托车最高车速对应的发动机转速与发动机最大功率对应的发动机转速的比值应在0.9～1.2之间。普通用途的摩托车取值范围一般在1.0～1.05之间。在进行摩托车设计时，假定 =0.377（1~1.05）R/ (4) 式中： —最高车速 km/h —最大功率时的转速 r/min R—驱动轮工作半径 m —最小传动比 4、实例分析 现以我公司125-28摩托车为例进行最小传动比的探讨 1）125-28市场反馈有如下几个问题： a、在整车最高档位最高车速时，发动机转速在6500r/min左右； b、用户反应动力性不足，加速性能不好。 c、四档最高车速比五档高。 2) 125-28基础数据 项目 数据 驱动轮轮胎规格 90/90-18P 发动机最大功率/转速(kw/rpm) 7.1/8000 发动机最大扭矩/转速(N.m/rpm) 9.5/6500 初级传动比 68/20=3.4 一档传动比 37/14=2.643 二档传动比 32/18=1.778 三档传动比 25/19=1.316 四档传动比 23/22=1.045 五档传动比 21/24=0.875 末级传动比 45/14=3.214 末级传动比 42/14=3 最小