汽车动力传动系统优化匹配讲解.ppt

汽车动力传动系统优化匹配 主讲人：宋传学 教授 单位：吉林大学汽车工程学院 ２００7年12月15日　 第一章 概述 研究必要性 传统内燃机汽车仍是主要运输工具，其经济性直接决定我国的能源需求量 从动力传动系匹配方面提高汽车燃料经济性仍有潜力可挖。 动力性与经济性的预测计算是提高汽车动力传动系设计的有效手段 动力传动系的合理匹配对改善汽车排放性也很有帮助。 降低汽车燃油消耗措施 提高汽车行驶效率 提高发动机性能 开发新型动力 优化匹配动力传动系统 国外研究情况 1972年，美国通用汽车公司首先开发了汽车动力性与燃料经济性的通用预测程序GPSIM，该程序可以模拟汽车在任何行驶工况下的瞬时油耗、累积油耗、行驶时间和距离，预测汽车设计参数如重量、传动系速比、空气阻力系数等的变化对性能的影响。 有福特汽车公司的TOEFP软件，康明斯公司的VMS软件等。 奥地利AVL公司开发的CRUISE软件。可对内燃机汽车、混合动力汽车、电动汽车进行动力性、经济性及排放性计算。 美国能源部开发的ADVISOR软件（主要做混合动力，电动汽车的性能预测计算） 国内研究情况 国内此类研究开展的较晚，特别是该类软件开发方面较国外落后很多。 一汽汽研所进行了较深入的研究，开发有汽车动力性经济性模拟计算软件EP。 吉林大学，江苏理工大学等学校也开展这方面的研究。其中吉林大学汽车工程学院目前在开展考虑排放约束的动力传动系匹配方法。开发有模拟计算软件AutoDyn。 第二章汽车动力性与经济性评价体系 §2－1 汽车动力性的评价指标 最高车速：指汽车在水平良好的路面上所能达到的最高行驶速度，它是一种极限能力的评价指标。 加速性能：它的评价指标很多，欧美国家常用的评价指标采用汽车油门全开时的加速距离和时间；也有的国家采用油门全开时加速到最高车速一半的时间和距离。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表示汽车的加速性能。原地起步加速时间系指用一档或二档起步，按最佳换档时机逐次换至高档，油门开度保持全开，加速至某一预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间系指用最高档或次高档由某一较低车速在油门全开的情况下，加速至某一高速所需要的时间。 爬坡性能：汽车的爬坡性能是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示的。显然，最大爬坡度是指一档爬坡度。另外有的国家规定在常遇到的坡度上，以汽车必须保证的车速来表明它的爬坡能力。控制这个指标可以保证各种车辆的动力性相差不致太悬殊，以维持路面上各种车辆畅通行驶。 §2－2 汽车燃料经济性的评价指标 等速燃料经济性：它是一种常用的评价指标，它指汽车在额定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。但这种评价方法没有反映出汽车实际行驶中受工况经常变化的影响。 多工况燃料经济性：汽车多工况循环模式，是在大量进行汽车实际行驶工况调研和统计的基础上获得的，因而采用多工况循环试验规范获得的汽车燃料经济性更接近实际行驶状况。自70年代起，各国为了能正确地模拟汽车行驶工况，在测定汽车典型使用工况的基础上，制订了各种试验规范，如联合国欧洲经济委员会颁布的ECE15循环工况；美国汽车工程师学会SAE制订的燃料经济性测量道路试验程序J1082b；我国的载货汽车六工况试验循环JB3352、城市客车四工况试验循环JB3972等。目前我国分别新发布了乘用车与商用车辆燃料消耗量试验方法（GB／T l2545.1-2001、GB／T12545.2-2001） ?并以这些试验循环的百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃料经济性。 §2－3　汽车动力性和燃料经济性的综合评价 汽车动力性与燃料经济性的综合评价指标，应该能定量反映汽车动力传动系统匹配的程度，能反映出发动机动力性与燃料经济性的发挥程度，能够提示汽车实际行驶工况所对应的发动机工况与其理想工况的差异，能够提示动力传动系统改善的潜力和可能的途径。 动力性能发挥程度的评价指标——驱动功率损失率 汽车的动力损失图 图2－1为装有四档变速器的汽车驱动力与车速关系曲线图，曲线上方的区域为因发动机功率所限汽车不能达到工作范围，下方的阴影部分为汽车驱动力损失的工作区。 在汽车前进档数一定的条件下，优选变速器各档的传动比使汽车的实际驱动特性最接近理想特性，即上图阴影面积最小。 驱动功率损失率定义 驱动功率损失率反映了实际汽车动力传动系特性与理想的动力传动系的差距，也能反映汽车动力性的大小与汽车动力性能的发挥程度。值越小，发动机与传动系在动力性能方面匹配得越好。 经济性能发挥程度的评价指标——有效效率利用率 汽车发动机在实际使用中，很少是完全沿着速度特性或负荷特性曲线工作的，也就是说，它的工作范围在以转速和负荷（转矩）构成的二维平面的特定区域，其燃油消耗率不仅取决于这个区域的位置、形