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重卡動力系統(tǒng)匹配 目錄 動力系統(tǒng)匹配的目的動力系統(tǒng)匹配指標體系影響整車動力性 經(jīng)濟性的因素發(fā)動機的外特性對整車動力性的影響發(fā)動機的萬有特性對整車經(jīng)濟性的影響變速箱檔位數(shù)及速比對整車動力性 經(jīng)濟性的影響后橋速比對整車動力性 經(jīng)濟性的影響不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求動力系統(tǒng)匹配舉例總結(jié) 1 動力系統(tǒng)匹配的目的 1 使整車的動力性及燃油經(jīng)濟性達到最佳2 符合行業(yè)標準及法規(guī)的要求 排放 油耗 噪音 3 滿足傳動系統(tǒng)的扭矩匹配 空間布置和重量要求 2 動力系統(tǒng)匹配指標體系 1 動力性指標 最高車速 加速時間a 直接檔加速時間b 起步連續(xù)換檔加速時間 最大爬坡度2 經(jīng)濟性指標 等速百公里油耗 6或13工況油耗3 其它指標 加速 換檔平順性 振動噪音 3 影響整車動力性 經(jīng)濟性及其它性能的因素 1 最高車速的衡量 2 影響最高車速的因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機外特性 變速箱的速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風面積和風阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 3 加速時間的衡量 加速時間的衡量指標為 直接檔加速時間 原地起步連續(xù)換檔加速時間 4 影響加速時間的因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機外特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風面積和風阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量 駕駛員 5 最大爬坡度的衡量 6 最大爬坡度的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機外特性 變速箱頭檔速比 后橋主減速比 傳動系統(tǒng)的傳動效率 7 等速百公里油耗的衡量 8 等速百公里油耗的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機萬有特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風面積和風阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 9 6或13工況油耗的衡量 對于由等速 等加速 怠速停車等行使工況組成的循環(huán) 其整個試驗循環(huán)的百公里燃油消耗量Qs 單位為L 100km 10 6或13工況油耗的影響因素 列車 或單車 總重 發(fā)動機萬有特性 變速箱速比 后橋主減速比 輪胎 滾動阻力系數(shù) 迎風面積和風阻系數(shù) 傳動系統(tǒng)的傳動效率 6或13工況 駕駛員 4 發(fā)動機的外特性對整車動力性的影響 1點越高 越平 越靠近低轉(zhuǎn)速區(qū) 爬坡性能越好2點越高 原地起步及連續(xù)換檔加速時間越好3 4值越大 發(fā)動機的扭距儲備越好 在行駛過程中換檔少 平均車速高 換檔舒適性好 5 發(fā)動機的萬有特性對整車經(jīng)濟性的影響 1區(qū) 最低燃油消耗區(qū) 的面積越大越好 1區(qū)的寬度 發(fā)動機經(jīng)濟轉(zhuǎn)速范圍 越寬越好 整車行駛時的發(fā)動機工作點越靠近1區(qū)中心越好注 1區(qū)為發(fā)動機最低燃油消耗區(qū) i0 后橋速比3 8 i0 后橋速比4 42 1 6 變速器檔位數(shù)對整車動力性 經(jīng)濟性的影響 檔位數(shù)增加 可擴大速比范圍 提高一擋速比 減小速比級差 檔位分布密集 提高爬坡度 提高換檔舒適性 發(fā)動機集中工作在經(jīng)濟轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 提高燃油經(jīng)濟性 在爬坡度相同的基礎(chǔ)上減小后橋速比 提高最高車速 減少加速時間 變速器 16檔 速比 15 39 0 85 9檔 速比 10 26 0 74整車典型重卡總重49tons 輪胎滾動半徑 0 522m后橋16檔箱匹配3 8速比 總傳動比58 489檔箱匹配5 1速比 總傳動比 52 33發(fā)動機340馬力 歐3發(fā)動機輸出扭矩1700Nm 變速器檔位數(shù)對整車動力性 經(jīng)濟性的影響 仿真試驗參數(shù) 16檔變速箱匹配3 8速比后橋 總傳動比58 489檔變速器匹配5 1速比后橋 總傳動比52 33 020406080100120 驅(qū)動輪上的牽引力 kN 9檔箱 1檔 16檔箱1檔 16檔變速箱 9檔變速箱 2001751501007550 車速 km h 爬坡度 9檔變速箱11909A16檔變速箱16S1650 變速器檔位數(shù)對整車動力性的影響 變速器檔位數(shù)對加速時間的影響 9檔箱連續(xù)換檔加速時間 16檔箱連續(xù)換檔加速時間 此積分面積代表由速度u1到速度u2的加速時間 由于檔位密布 積分面積減小 實際操作中 由于駕駛員的因素無法保證理論分析的效果 但是對于AMT變速箱 可以按照理論的換檔點進行換檔 從而減少加速時間 增加檔位數(shù) 減小速比級差 使發(fā)動機集中工作在經(jīng)濟轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 提高燃油經(jīng)濟性 發(fā)動機的經(jīng)濟工作范圍 變速器檔位數(shù)對整車經(jīng)濟性的影響 檔位數(shù)增加 發(fā)動機工作范圍將更加集中在經(jīng)濟轉(zhuǎn)速周圍 40 30 60 50 Route8 2 各種路況下的總油耗量 不同路況下的燃油消耗對比 Route5 FIGECycle 高速公路 燃油消耗 l 100km 11909A9檔16S165016檔 變速器檔位數(shù)對百公里油耗的影響 同樣的發(fā)動機 分別匹配9檔變速箱和16檔變速箱 同為65km h車速在萬有特性特性曲線上的工作點如上圖所示 9檔變速箱16檔變速箱 在同樣車速下 發(fā)動機發(fā)出的功率相同 220g kw h215g kw h 車速為65km h時 16檔變速箱切換為最高檔車速為70km h時 9檔變速箱切換為最高檔 不同車速下百公里油耗比較 50403020 燃油消耗量 l 100km 2030405060708090100110 1680 Gear 11909A9檔變速箱16S165016檔變速箱 檔位 7 后橋速比對整車動力性 經(jīng)濟性的影響 圖示后橋速比4 3點較好的兼顧動力性和經(jīng)濟性 圖示后橋速比小于4 3時 燃油經(jīng)濟性稍有改善 但動力性有明顯下降 圖示后橋速比大于4 3時 燃油經(jīng)濟性明顯下降 但動力性稍有改善 8 不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求 1 不同工況下動力系統(tǒng)的匹配要求 長距離運輸 使用條件 平均行駛車速較高 換檔頻率低 用戶對起步加速性能和不換檔高速巡航性能比較關(guān)注 匹配要求 以經(jīng)濟性為主 兼顧動力性 要求發(fā)動機的扭距儲備系數(shù)大 且最大扭距點轉(zhuǎn)速較低 在現(xiàn)有后橋速比不夠小 變速箱檔位數(shù)不夠多 發(fā)動機馬力不夠大的情況下 發(fā)動機往往運行在較高轉(zhuǎn)速區(qū) 此時希望發(fā)動機的經(jīng)濟工作區(qū)位于較高轉(zhuǎn)速區(qū) 以改善經(jīng)濟性 礦山工地運輸 使用條件 平均行駛車速低 頻繁換檔 起步 用戶對起步連續(xù)換加速性能力 爬坡能力比較關(guān)注 匹配要求 以動力性為主 兼顧經(jīng)濟性 要求發(fā)動機低速扭矩和扭矩儲備系數(shù)大 變速箱頭檔速比和后橋的主減速比大 由于礦山工地運輸?shù)奶攸c 發(fā)動機在最大扭距區(qū)運行時間較多 因此希望經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)處于最大扭距附近 以保證在常用車速情況下發(fā)動機出于經(jīng)濟工作區(qū) 中長距離運輸及配送 使用條件 平均行駛車速介于長距離運輸和礦山工地運輸之間 兼顧經(jīng)濟性和動力性 匹配要求 發(fā)動機的性能可按長距離發(fā)動機的要求 通過適當調(diào)整后橋主減速比和變速箱檔位數(shù)來平衡整車動力性與經(jīng)濟性的關(guān)系 2 發(fā)動機狀態(tài) 由于變速箱和后橋的資源有限 在長距離高速運輸?shù)能囆椭?希望最低燃油消耗區(qū)向高轉(zhuǎn)速區(qū)靠近 在低速重載礦山工地用車型中 希望最低燃油消耗區(qū)向低轉(zhuǎn)速區(qū)靠近 如上所述 會增加發(fā)動機品種 增加經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)和轉(zhuǎn)速表種類 降低通用性 國外均采用一種發(fā)動機形式 采用多檔變速箱 通過大范圍的速比變化 大馬力發(fā)動機 使發(fā)動機在經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)適應(yīng)多種工況 長距高速 低速重載