动力总成的匹配

1、上海微卫汽车科技有限公司- - -动力总成的匹配这里只是以轿车或小型多用途车（即M1类车辆，参考GB/T15089-94.乘员数不大于8人）为对象进行交流，以下只是我的一点工作中的总结，如有不对的地方请各位提出指正。对于小型车来说，发动机和传动器合称为动力总成。动力总成按在汽车上的布臵形式分为：FF:前置前驱，此类布置以中级以下轿车居多。FF布置又根据发动机布置细分为横置FF，如jetta，vios，sail，mazdafamily，opelvectra，daewoonubria&lanosetc。纵置FF：女口santana、passat、nissancerfro。此类布置的车辆地板较平，乘

2、客舱空间较大；空载时前后轴荷分配约为60：40，因此汽车具有明显的不足转向特性；弯道加速时可减少汽车侧滑的危险。缺点是前轮驱动的附着力较小，驱动轮易打滑使汽车失去操纵稳定性。空载时后轮易抱死引起侧滑，因此此类车辆最好装有ABS系统。在VW公司，一般按女下分级进行汽车平台开发：序号1整车级别A/B2B/C/D标准前置横置平台纵置平台商务车开发领导者VWAUDIVWFR:前纵置后驱，常为中高级轿车和四驱SUV车采用居多，如红旗、refine、bucikGL8、东风Future等多用途车，BMW系列轿车等。此类车辆主减速器与后驱动桥一体，通过传动轴与动力总成相连。此类车辆前后轴荷分配较均匀（满载时约

3、为48：52；空载时约为52：48）具有不大的不足转向特性，对汽车操纵稳定性、行驶平顺性和轮胎寿命都较有利；后轮驱动有利于爬坡。缺点是轴距较长，传动较复杂，乘坐空间布置受影响。RR：后置后驱，此类布置的车辆满载时前后轴荷平均约为42：58,导致后轴荷过大使汽车具有明显的过渡转向特性，汽车行驶速度不能提高；发动机后移后，乘客安全性较差等等不利因素，因此此类布置方案在家用轿车上已经很少采用，但在国外排量大于4升的纯跑车有很多采取RR布置方式，像Lamborchini的某款跑车采用了此种布置方式，此款车布置结构还需进一步了解。根据设计车辆的几何质量参数和性能参数结合现有的现实条件选择较适合的发动机和

4、传动器总成。根据国内外不同车辆的实际情况，不同类别的轿车选择的不同动力总成大体如下表：TYPEENGINEDIS(L)EnginetypeTRANS微型车1.0L以下般直列3&4缸汽油机MT手动4挡&5挡；少数AT普通级1.0-1.6L一般直列4缸汽油机，少数TDI柴（VWJETTA）MT手动5挡；AT4速中级1.6-2.5L直列4缸（hondaVTEC系列）&V6汽油机、TDI柴均有MT手动5挡；AT4速&5速中高级2.5-4LV6V8居多MT手动5挡&6挡；AT;MT和AT一体高级4L以上V8V12MT手动5挡&6挡；AT；MT和AT一体变速器技术革新的目的是降低油耗、改善行驶效率，增加挡

5、位数量和其它技术支持可使发动机功率、扭矩更好的适应具体的行驶状况，发动机在更有效的转速区内工作。至今6挡自动变速器尚未在高档车中全面使用，但某些公司7挡自动变速器已经成功应用在量产车型上。Benz7GTronicAT：与Benz公司传统5挡AT比较：传动比范围拉的更开，更有效的适应了发动机的有效工作范围。油耗降低：每百公里降低油耗0.6升。加速时间：缩短0.3秒重量增加微乎其微，采用超轻的镁质材料外壳。1、车辆的几何质量参数：几何参数主要是指汽车的轴距L,前后轮距B、B，前悬Lf、后悬Lr,12前舱四周尺寸；质量参数主要是指汽车的总质量、轴荷参数；2、性能参数：主要是根据动力性参数选择,选择后

6、进行全面的动力性计算。动力性参数：Domax（直接挡最大动力因数）、Dimax（I挡最大动力因数）、Vamax（最高车速）车辆级别越高这三个参数要求越大,所选发动机排量要求越大。还有加速时间、汽车的比功率、比转矩等参数。根据以上的整车参数要求,结合实际情况,也就是说现有哪些发动机厂的产品可供选择?与之相配的传动器又有哪些?很难做到根据整车性能要求和某实际发动机去设计所需的变速器或改进现有的变速器,特殊情况除外。我认为一般是根据整车上述参数初选可配的动力总成,然后进行整车全面的性能计算,对此动力总成进行校核。实际上一款动力总成不可能只为某个车型设计,往往能适应同档次很多不同车型,如：天津丰田的8

7、A+TJ7130动力总成应用到VIOS、夏利2000、海南mazda的某款轿车、吉利轿车、厦门金龙某款车型等等国内多款车型上；OPEL的EE+D16动力总成应用到可赛、sail、daewoo的nubria等车型；VW的某1.8TDI（汽）动力总成在AudiA6、passat、bora均能装配;还有目前国内中级车流行应用的沈阳mitsubishi的4G63/64。顺便说一下,随着世界能源危机的日益突出和柴油发动机技术（如TDI、泵喷嘴等、的不断提高,世界上越来越多的轿车采用了柴油发动机,特别是欧洲像西欧2001年柴油轿车占新购轿车比例的40以上,德国是世界上柴油轿车比例最大的国家目前新购轿车中大

8、约有一半是柴油轿车。现代柴油发动机最核心的技术是“高压直接喷射”,通过、TDI、预喷射等等技术的应用可以带来减少黑烟、微粒排放方面的巨大进步。柴油发动机与汽油发动机比较最突出的特点是高效、经济、环保。柴油发动机工作效率高达45%居所有内燃发动机之首；与汽油发动机相比节油15%30%;与汽油发动机相比潜在温室效应气体低45%，微粒PM的排放最新型的已满足2005年将要实行的欧洲4号标准。AudiA83.0V6TDI柴油机：Data：压电式喷油嘴（泵喷嘴技术），高压共轨；233ps约4000rpm,450N.m约2000rpm;百公里油耗：8.4升；没有烟尘过滤器前提下达到EW。- - -微卫汽车

9、科技有限公司- HYPERLINK 表：汽油与柴油排放物比较（以欧洲轻型车为例，欧w,g/km）项目汽油柴油生成物NOx（氮氧化物）0.080.25（较多）N2CO（一氧化碳）1.0(较多)0.5CO2CH（碳氢化合物）0.10.30（较多）CO2和H2OPM（微粒）0.025（较多）*PM:particulatematter三元催化(TWC：threewaycatalyst)2CO+2NO=2CO2+N4HC+10NO=4CO2+2H2O+5N2H2+2NO=2H2O+N丄VW公司1999年首次批量生产了世界上百公里油耗不到3升的轿车一一路波,路波也是世界上第一台满足2005年开始实施的欧洲

10、4号标准的柴油轿车，3升路波的核心是采用1.2升TDI泵喷嘴柴油机，功率45kW，最高车速165km/h,此发动机喷油压力高达2050巴,2000年3升路波用80天时间完成了环球游，总行程33333km，百公里平均油耗2.38升。丄Benz公司一款C级车也采用了TDI柴油发动机，VW公司一款豪华audi车上的V10TDI泵喷嘴柴油发动机采用双涡轮增压器、泵喷嘴燃油喷射技术排量5升，功率230kW（313马力）、最大扭矩750Nm。上海微卫汽车科技有限公司 HYPERLINK 丄2002年4月，VW公司开发了世界上第一款“一升汽车”一升柴油概念车，该车整备质量290公斤双门双座，铝制空间框架碳纤

11、维加强蒙皮，车长3.45m、宽1.25m。铝制自然吸气式单缸柴油机，高压直接喷射，排量0.3升，最大功率6.3千瓦/4000rpm。配六速自动变速器、ABS、ESP、安全气囊等。该车从沃尔夫斯堡到汉堡行程230公里，历时3小时，平均时速75公里，百公里油耗仅0.89升。成为世界上最省油的轿车。丄我国第一家柴油轿车生产厂为一汽一一大众生产的自然吸气直喷SDI1.9升柴油机该机装在捷达轿车上，百公里等速油耗：4.3升/90公里/小时、6.1升/120公里/小时；最高车速151公里/小时；0-100公里/小时加速时间17秒；排放满足欧洲3号排放标准。动力总成在整车上的布置：这里仅以FF横置发动机为例

12、，一般来讲不管是以前的二维布置还是现在的三维布置以下基准线均是必须有的：1、整车的基准线：/X0线：较多的是前轮中心线，也有以汽车某一特征点为0线的；前-后+;/Y0线：整车纵向对称线为Y0线；右+左-;/Z0线：车架上较平一段或地板较平一段为Z0线；上+下-;2、动力总成的基准线：/曲轴中心线c/lofcrank;/缸体对称中心线或缸体后端面线(eng.cen.cylinder&eng.rrface);/传动器动力输出线(diff.cen.point.line)参见某车型的布置草图(dwg01)：动力总成基准线如图所示(4G64动力总成的基准线相对整车的基准线的确定在布置初期需综合考虑以下上

13、海微卫汽车科技有限公司 HYPERLINK 因素，权衡利弊，所有因素缺一不可，否则会为整车带来致命的技术缺陷。参考国内外同类车型，具体是类似的悬架结构、转向梯形结构。来确定前轮中心在不同载荷状态的车轮跳动值。如欧洲某款普通级轿车的车轮跳动图如下：(fullbump)z=239mm，:代表满载车轮位置；(fullload)z=170mm:代表反跳最大车轮位置，定传动轴最短；(rebound)z=130mm此车前轮采用麦弗逊式独立悬架、齿轮齿条式机械转向。该车型车轮最大跳动行程在110mm左右。确定传动轴长度时一定要考虑转向对其的影响。根据类似结构的等速万向节传动轴的梯形图初步确定动力总成输出线d

14、iff.cen.point.line。此类等速万向传动轴基本结构是球笼式或三销式。移动节与固定节均有合适的移动范围，传动轴厂均有此活动范围，此范围称为梯形图，见dwg02(移动节图)上海微卫汽车科技有限公司 HYPERLINK 根据diff.cen.point.line、动力总成悬置图、发动机舱结构确定初步的：曲轴中心线c/lofcrank；缸体对称中心线或缸体后端面线（eng.cen.cylinder&eng.rr.face）;根据以上的动力总成的理论位置确定动力总成的悬置部分。动力总成悬置可分为三点悬置（Left、Right、Rear）和四点悬置（Left、Right、Rear、Front

15、）。各个悬置之间应保证合适的距离。悬置件设计时应保证其在受力状态进行设计见dwg03动力总成悬置目前来说根据构成可分为：型式材料车型举例橡胶悬置件NR&SBR&UR&EPDM等最常用，如桑车等等液压悬置件橡胶+流体AudiA6,Daewoonubria等空气悬置件橡胶+空气最常用的是橡胶悬置件：上海微卫汽车科技有限公司- - -一种动力总成应用到不同的车型上，其悬置也会根据车型的发动I时I级父R,NRBR,ErnLSRR2,待性;动蛊特性（切態弹性模量，规失拇壬）嵌存特性逼庫.旅率、振痢】掘动耐久（氐览、疲劳）祚笛料性d勺性耒数扰态）lWTT莖一比克、勺-持性：弹贺擀性f赛煦耐灵.引机舱的不同

16、而改变。这里需考虑动力总成的低频大振幅振动、高频小振幅振动。因为悬置支撑位置的改变，即使选用动力总成原装的减振元件（如橡胶块）不做改动，但减振元件的受力已经发生了变化，因此设计选用了某安装合适的减振元件后应对整个悬置模拟动力总成的实际工况进行动力学仿真分析或进行相关试验。上海微卫汽车科技有限公司 HYPERLINK 不同结构的减振元件应用不同的数学模型进行分析，如液压悬臵（其为一典型的液压-机械耦合作用系统）仿真分析的理论基础为链合图理论。另一必须手段是试验验证，可根据确定的动力系统振动的要求对各个悬臵件做如下试验：试验设备应用较多的是德国SCHENCK公司的高频电液伺服系统PLF7D。这里以

17、常用的橡胶悬臵件为例说明。对于悬臵件国家目前尚无一统一的技术条件参照，只是汽车工业总公司出过一个行业标准征求意见稿汽车用橡胶隔振器通用技术条件。a）额定载荷范围：确定其主要工作方向上的额定载荷，最大与最小使用载荷范围；b）静态特性试验：在额定载荷范围作用下得出静载荷与变形的特性曲线，计算静刚度。c）动态特性试验：在额定载荷范围内，分别取几个预载荷，在试验机某一合适的振动频率下（如正弦20Hz）下测定动载位幅，用椭圆法计算刚度。下面是某车型用某一发动机软垫的静刚度、动刚度试验值与理论值的比较。该软垫的阻尼曲线如图dwg03。蠕变性能试验：常温持久变形：悬置件在室温23,e)操纵系统的布置：手动操纵系统布置主要考虑换挡手柄要保证一定的换挡行程，否则驾驶员很难把握换挡是否到位。一般换挡各挡位之间弧长不应小于50mm。动力总成布置初期还应充分考虑排气系统的走向，保证三元催化反应 - -上海微卫汽车科技有限公司 HYPERLINK 器距排气歧管出口处越近越好，三元催化只有到一定温度才起作用，通常是600C以上。综上，动力总成布臵需做以下工作：根据所选定的动力总成进行整车动力性、经济性的计算；发动机舱及动力总成所涉及零部件的熟悉准备；动力总成初步布臵，出具动力总成布臵图：动力输出线的确定；