当前课程知识点：汽车理论 > 第三章：汽车动力装置参数的确定 > 知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择 > 最小传动比和最大传动比的选择
同学们大家好
下面介绍第三章
汽车动力装置参数的选定的
第二个知识点
最小传动比和最大传动比的选择
首先呢介绍一下
最小传动比的选择
汽车大多数时间
都是以最高档行驶的
也就是说
用最小的传动比来行驶的
因此最小传动比的选定
是非常重要的
传动系的总传动比
是传动系中各个部件
传动比的一个乘积
也就是说我们的总传动比
用it来表示
他等于变速箱的传动比ig
乘以主减速器的传动比i0
和分动器等等这些的
副变速箱的传动比ic
普通的汽车一般没有装有
副变速箱
那么它的总传动比
就等于变速箱的传动比
和主减速器传动比的乘积
装有三轴变速箱
也就是以直接挡
作为最高挡的时候
传动系的最小传动比
就是主传动比i0
如变速箱的最高挡为超速挡
那么最小传动比呢
应该等于变速器的
主减速器传动比乘上
最高挡的传动比
这样一个乘积
当然这个三轴变速箱
主要是用于前置
后驱动的这样一个发动机的
这个两轴变速箱
尤其现在我们轿车的
这样一个前置前驱动轿车
所使用的变速箱
基本上都是两轴的
两轴变速箱
它是没有直接挡的
因此呢最小传动比
就是最高挡的传动比
初步确定最小传动比的时候呢
主要是考虑两方面的因素
第一个就是动力性和
燃油经济性的平衡
因为呢最小传动比
对于一个汽车在最高档的时候
那么它的动力性和燃油经济性
有非常大的这个影响
一般呢是采用功率平衡图的方法
来确定最小传动比
另一个的话需要考虑重要因素
就是驾驶性能
这个驾驶性能实际上
就是汽车加速的时候
它的平顺性这么一个评价指标
也就是说在加速过程中
我动力装置的转矩响应
转矩响应是不是非常的平滑
然后呢它的振动和噪音的状况
这也是重要参考指标
一般驾驶性能
是驾驶员
通过主观评价来确定的
首先呢
我们看一看
就是采用功率平衡图的方法
怎么来确定最小传动比
这个图呢
是一个典型的功率平衡图
它的纵坐标就是功率
那横坐标呢
实际上是汽车的车速
在这个图上呢
画出了三条功率曲线
分别标明1 2和3
同时呢也画出了
一个阻力功率的曲线
阻力功率主要是滚动阻力
和空气阻力的这样一个功率
图中的这个曲线2
也就是说呢
它的特点就是说
在最大功率的地方
它的功率曲线和
我的阻力曲线相交
那么从这个图上
一眼也就看得出来
那么它所形成的最大车速
是最高的
也或者说呢
它所形成的最大车速
与最大功率时候的
这个车速它是一致的
这个曲线3
它的特点是什么呢
曲线3它也就是说
最大功率的时候的车速
小于它的最高车速
然后呢但是呢
它呢在整个的这个过程里边
我们看一看它的功率曲线
它与阻力功率曲线之间
它的差距是最大的
实际上这两个差是什么呢
这两个的差实际上也就是
我们的后备功率
后备功率大
当然它的加速能力
和爬坡能力也就强
因此呢
实际上我们这个曲线3呢
是更加强调动力性的
这样一种配置方法
我们这里边还有一个曲线1
曲线1也是一样
它的最大功率所对应的车速
大于它的最高车速
这个但是呢
我们同时还可以看到
这个功率曲线和阻力曲线
之间的差距相对来讲比较小
这差距比较小说明了什么呢
也就说明一个
它的动力性相对来讲比较差
但是呢
由于这两个差距比较小
也就代表了它的负荷率比较高
负荷率高的时候
一般来讲是比较强调经济性的
因此呢这三条曲线
曲线2它实际上是动力性
燃油经济性相对平衡的
这么一种方法
并且呢
它还得到了最高的车速
然后呢曲线3是强调
动力性的一种配置方法
然后呢它的燃油经济性呢
相对就差一点
同时呢
它所得到的最高车速
也比起曲线2
得到的最高车速要低一些
曲线1实际上是一个强调
燃油经济性的配置方法
它的动力性相对弱一些
但是燃油经济性是最好的
但是这时候呢
它所得到的最高车速
也低于曲线2
它所对应的最高车速
根据统计目前74%的轿车
它的最高车速和
最大功率的车速的比值
是在0.9到1.1之间
因为刚才呢
通过那个图我们可以看到
等于1的时候
实际也就是说相当于曲线2
0.9到1.1之间
这说明什么呢
也就是说明
绝大部分的轿车
它都是按照功率和
动力性平衡的方式
来进行匹配的
大体上5.5%的轿车
最高车速和最大功率的
这个车速的比值
是在1.1到1.39之间
这里边它说明了什么呢
这说明了也就是最大功率
所对应的车速相对来讲
小于你的最高车速
那么这个实际上也就意味着
这是按照动力性匹配的方法
按照动力性这样强调动力性的
匹配方法
一般来讲都是轿跑车
就是跑车类型的这种车
它呢更加强调于动力性
它对于多烧一点油
好像是不太在乎的
有17.5%的轿车
它的最高车速比起
它的最大功率的
这个车速呢
是在0.79
0.7到0.9之间
也就是说呢
它略微的偏重于燃油经济性
略微的偏重于燃油经济性
同时呢还有3%的轿车
最大的车速比起最高功率的车速
它低到0.5到0.7
当然这种车呢
当然是过于过分的强调了
这个燃油经济性
当然这些车子设计初始
常常都是在石油危机的时候
这个时候油非常贵
这个时候更加强调
我们的这个燃油经济性
当然采用这样一个配置的时候
常常呢会使得动力性
大幅度的削弱
实际上也不是太好
当然确定了最小传动比以后
还需要确定
主减速器的传动比
当然了假如要是三轴的
以这个直接挡作为最小传动比的
那么它这时候就没必要选了
选择最小传动比的时候呢
另一个要参考的因素
就是驾驶性能
主要影响驾驶性能的有
发动机的排量
气缸的数目
最小传动比
以及传动系统的刚度等等
一般来讲
对于大排量气缸数多的发动机
可以提供比较较快
较大的
并且平稳的这样一个转矩响应
这个时候呢一般来讲
它的驾驶性能呢
相对来讲会好一点
这个时候呢最小传动比呢
也可以相对来讲做的小一些
当然在这个排量相同的情况下
汽缸数的多少
实际上对于转矩的响应
影响也是非常大的
因为对于我们的发动机来讲
每一个工作循环
都是四个行程
假如你的发动机的缸数
要小于四个缸
那么在我工作的时候
就会某些行程上
它只是有阻力
而没有动力
假如我要是四缸发动机
可以保证每一个
冲程的情况下
都有一个缸工作
这样子的话呢
你的转矩响应相对来讲
是比较平稳的
当然大于四个缸
那就会更好了
假如要是一个单缸发动机
就像拖拉机的发动机
经常听着就是（嘣嘣嘣）的声音
它的这样的话呢
噪音也大
同时呢转矩响应也不是太好
因为它每工作一次
它实际上另外三个行程
都是阻力行程
无论是吸气还是压缩
还是排气
这三个行程的话
都是消耗功率的
对于前置发动机
前驱动的汽车
这样的一个传动系统
由于它的传递路线短
这个传动系统的刚度呢
相对来讲比较大
这个时候呢
它的转矩响应相对来讲
也会好一点
尤其是振动噪声的响应呢
相对来讲
振动噪声也会相对来讲小一些
这样的话
也就是我们目前的
经济型的轿车
多数都采用了
前置前驱动的方法
因为呢它在发动机排量方面
没有优势
因此呢
就尽可能的提高了
这个传动系统的刚度
最小传动比
实际上对转矩响应
也是非常重要的
尤其是我们的那个汽车
它绝大多数时间
都是用最小传动比来行驶的
因为我们在一个
最小传动比的情况下
你是不是能爬一定的坡度
是不是我也能够超车去
去超越
是不是也能够去比较快的
超越前边的车速
超越前边的车
尽快的提速
这些的话也都对它
有非常重要的这个影响
一般来讲呢
最小传动比过小
这样呢发动机
在最高挡行驶的时候
负荷就过大
加速性能不会好
容易出现噪声和振动
如果最小传动比过大的话
燃油经济性一方面它会变差
同时呢
我发动机转速运转的
转速就会高
因为我的传动比小（大）嘛
你同样一个车速行驶的时候
那么你的发动机转速就会大
这个时候噪音也会大一些
我们最小传动比确定了以后
实际上呢马上要跟着确定一下
最大的这个传动比
确定最大传动比的时候
一般需要考虑三个方面的因素
一个呢就是最大的爬坡度
因为这个时候呢
它所需要的驱动力是最大的
第二个呢需要保证
最小的稳定车速
最小的稳定车速
对于我们这些经常在城市里
开的车来讲也是非常重要
你遇到堵车的时候
假如我的最小稳定车速比较低的话
假如这个
我们不是站在那
根本就不走
这样子的话呢
我就没必要
总是在那点停车
就没必要老是在那停车
我呢就可以慢慢慢慢的
跟着路走
另一个的话
最小稳定车速
对越野车也是非常重要的
尤其是对于军车
因为呢这个越野车
它经常要拉车 拉炮
并且呢要在没有路的情况下来行驶
这个时候呢
路面的这个剪切力
你要假如最小稳定车速太快了
那么它也不好
另一个经常的话
你的这个越野车
它还伴随着有步兵
你呢最小的稳定车速
最好呢就跟步兵行进的速度
甚至于比他还慢一点
这样子的话
不至于你自己的话
和整个大部队完全脱离开
就普通汽车而言
传动系最大传动比
是变速器一挡速比
和主减速传动比的
这样一个乘积
当主减速器传动比的话
已经确定了以后
实际上确定最大传动比
也就是确定变速箱的
这个一挡的传动比
首先呢看一看
最大爬坡度的这样一个确定
汽车爬大坡的时候
这个时候车速很低
可以忽略空气阻力
在忽略空气阻力的情况下
那么你最大的驱动力
它实际上主要克服滚动阻力
和坡道阻力
当然把我们的
每一项的具体参数带进去的话
这个呢当然就是你的最大驱动力
它跟发动机
最大转矩
然后呢一挡的传动比
主减速器传动比效率
车轮半径 等等有关
后边呢这两项
当然要克服它这个阻力
当我们所要爬的坡确定了以后
那我们很快就会确定下来
我的最大的传动比
最大的传动比呢
应该大于等于我们等式
右边的这些项
比如我们确定是一个卡车
它所对应的最大爬坡度
应该是不小于30%
这个时候呢
我们就把这个
对应30%的坡道角
大体上16.7度代进去
这样的话呢最大传动比
这样这个最大传动比呢
就直接就可以计算出来了
下面看一看
最低稳定车速的
这样一个确定
在设计越野汽车的
传动系的时候
为了避免在松软的地面上行驶时
土壤受冲击
而破坏
这样的话呢
破坏了它的这个附着能力
所以呢我们最大的传动比
应保证汽车能够在极低的车速下
稳定行驶
极低的车速是什么呢
当然你要保证和行进队伍同步的话
你很可能确定一个
每秒钟一米
相当于呢
每小时3.6公里这样一个速度
就差不多了
但是呢假如你要真是在
更加不好的
你比如像在那种泥泞的路上来走
甚至于沼泽路上
要开车的话
那么这时候你很可能最低的稳定车速
会在一到两公里
这个时候你只要知道
我最低的稳定的车速是多少
然后呢发动机的最低的
稳定转速是多少
这样子的话呢
直接就可以计算出来
我的最大的
这样一个传动比
当然轿车呢
我们一般来讲不去
校核它的爬坡度
实际上轿车的话
每一个轿车爬30%的坡
一般是没有问题的
并且呢实际上轿车的最大爬坡度
常常是大于货车的
其最大传动比呢
经常是根据你的加速能力
来确定的
你比如我0到百公里的加速时间
我一般来讲有一个期望的目标值
这个时候的话
那么你的最大传动比
相对来讲呢
你也要确定的稍稍大一点
最大传动比确定以后
还应该计算驱动轮的
这样一个附着力
也就是说呢
我最大传动比
确定这个驱动力
一般来讲
不应该要求附着系数过大
比如的话我要求的
附着系数大于1
那么显然你确定这么大的
这样一个传动比
也是没有意义的
最后你的这个动力
实际上也是没法实现的
当然这个由最低稳定车速
确定的最大传动比
经常是个例外
因为在这个时候呢
它是为了低速行驶
它并不是要在那个时候
发挥最大的
这样一个驱动力
当然假如我们要是
又需要这么大的一个驱动力
同时呢我们又对于
这个用附着率校核的时候
它又不合格
那怎么办呢
这个时候我们不得不
改变汽车的总体设计参数
比如像你的质心的位置
你的质心的位置的话
你比如对于前驱动车
我爬坡的时候
经常的话
会造成我的这个附着力不够
那怎么办呢
把质心往前面移一点
把质心往前面移一点
另一个的话呢
尽可能压低你重心高度
这样子的话呢
也可以使得你的
附着率呢
稍稍的小一点
这样子的话会好一些
当然这附着率呢
主要是校核校准
因为它的动力性好
另一个呢就是载重车的拖车头
因为载重车的拖车头
它呢功率可能非常大
然后呢它的载荷
又不直接压在
它这个拖车头上
这样子的话呢
你经常呢
造成它这个后轮的
驱动轮的
这个驱动力很大
但是呢又没有足够的配重
这时候容易
使得它呢
要求的附着率过高
有关最小传动比
和最大传动比的
这个确定方法呢
就介绍到这里
-绪论
--默认
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-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
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--前四章知识总结
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--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
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-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
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-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
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-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
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-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
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-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
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-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
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-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
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--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
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--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
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-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
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-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
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-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
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-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
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-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
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-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
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-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
