汽车cv结构和性能的

PAGEPAGE19PAGEPAGE192汽车CVT结构和性能的研究摘要：改善燃油经济性和二氧化碳排放水平是新型轿车开发工作中优先考虑的问题。新开发的6档自动变速器和CVT将应用在车辆上。这些变速器可完全满足降低燃油消耗和排放的要求，并在任何情况下都能提高驾驶舒适性。将它们于5档后轮驱动和4档前轮驱动自动变速器相比，即可发现新变速器系统的优越性。在NEDC(新欧洲循环驾驶)试验中可节约6%—8%的燃油。关键词：汽车,自动变速器,无级变速器,燃油经济性,加速性Abstract：TheimprovementinfueleconomyandinCO2emissionlevelshasahighpriorityinthedevelopmentworkofnewpassengercarsandnewmodels．Newlydeveloped6一speedautomatictransmissionsandcontinuouslyvariabletransmissions(CVT)willbeavailableinvehiclesinthenearfuture．Thesetransmissionswillfulfilltherequirementstoreducefuelconsumptionandemissionsandwillincreasedrivingcomfortatthesametime．Acomparisonwiththestateoftheartsolutions，i．e．5一speedautomatictransmissionsforrearwheeldrivenand4-speedautomaticsforfrontwheeldrivencars，showstheadvantageofthenewtransmissionsystems．ThenewdesignsleadtoafuelconsumptionreductionintheNewEuropeanDrivingCycle(NEDC)of6to8%.Keywords:Automobile,AutomaticTransmission,CVT,Fueleconomy,Acceleration引言沈目前在轿车食开发过程中态，降低燃油野消耗是检验吸新品种和新塞车型的一个令关键。在欧烛洲，背后的探促进力量来扑自：考1991绪年德国汽车亚制造商自行喝决定在璃2005叨年实现减少叶燃油消耗蛮25%凡，同时欧洲糊汽车协会种(ACEA溉)摆在汉1995抚年建议将汽魄车燃油消耗免降至欧洲绞可接受的水洋平。德国汽推车制造商预铺测以汽车工组业平滑均水平而论翼在随14订年内能将轿革车的平均油穿耗从扣8咸升／符100km萄赵降到峰6真升／械100km拐惕，相当于从疫每加仑怎56川.观8网英里增加到恭每加仑常75凶.7英里。绝ACEA最的协议建立串在岔到购2023稍年汽车的二刺氧化碳排放过将从剧180g匙／药km(11挥2g孩／参mi)壶降至丘140g匹／伙km(87误g孙／锯mi)诚。这样一个滤雄心勃勃的栏目标只能通收过各方面的座改进才能实侄现。为达到遣该目筑标，除了改贵进发动机外匠，传动系统忧也应做出贡项献。作为传纲动系的主要罚部件，变速不器尤为重要狼。岂除了最低燃徐油消耗和高伴的性价比外像，在评判轿拉车水平方面天，驾驶舒适咱性正成为一丢个重要的依迹据。本文将股重点对传动酱系统中的变刮速器的进行番研究和论述捧，来说明对沟变速器的改雾进对汽车经尘济性的贡献国。偏变速器的种渐类简介及运崇用拉1变速器的剂功能图变速器是汽狸车传动系中怪重要的机构丽，它的作用淘主要有3个盟，分别是：偿第一，在较副大范围内改合变汽车行驶惧速度的大小染和汽车驱动糠轮上扭矩的良大小。由于惩汽车行驶条少件不同，要扎求汽车行驶聚速度和驱动稳扭矩能在很词大范围内变巩化。例如在扶高速路上车砍速应能达到刊100km陕/h，而在揪市区内，车遣速常在50除km/h左瘦右。空车在贡平直的公路霞上行驶时，散行驶阻力很佣小，则当满稳载上坡时，境行驶阻力便老很大。而汽帮车发动机的聚特性是转速录变化范围较袜小，而转矩喇变化范围更朴不能满足实恋际路况需要讽。第二，实杜现倒车行驶距概。汽车发动任机曲轴一般叛都是只能向宜一个方向转尺动的，而汽单车有时需要袋能倒退行驶凝，因此，往秤往利用变速辽箱中设置的钩倒档来实现扔汽车倒车行抬驶。第三，悔实现空档波剥。当离合器絮接合时，变英速箱可以不呢输出动力。激例如可以保助证驾驶员在鼓发动机不熄胡火时松开离态合器踏板离带开驾驶员座电位。变速箱表由变速传动畜机构和变速冻操纵机构两庸部分组成。顶变速传动机醉构的主要作西用是改变转祸矩和转速的参数值和方向怀；操纵机构志的主要作用棋是控制传动说机构，实现转变速器传动婚比的变换，律即实现换档落，以达到变知速变矩。机背械式变速箱舅主要应用了壤齿轮传动的望降速原理。纲简单的说，布变速箱内有楼多组传动比踢不同的齿轮虫副，而汽车帜行驶时的换厘档行为，也证就是通过操荐纵机构使变情速箱内不同阴的齿轮副工圆作。如在低惧速时，让传贵动比大的齿咳轮副工作，狗而在高速时思，让传动比踩小的齿轮副题工作。培2变速器的防种类宗察手动变速器做（MT）补手动变速器谷(MT：M势anual监慕Trans覆missi惧on)采用莲齿轮组，由刊于每挡的齿严轮组的齿数美是固定的，猜所以各挡的小变速比是个凭定值(也就梨是所谓的卵“垮级真”针)。比如，煎一挡变速比及是3.45隔5,二挡是陡2.056问,再到五挡保的0.85戴,这些数字莲再乘上主减玻速比就是总及的传动比，外总共只有5细个值(即有夕5级)，所活以说它是有压级变速器。验手动变速器走是最常见的度变速器，它焦的基本构造厅用一句话概彩括，就是两精轴一中轴，倘即指输入轴忌、轴出轴和单中间轴，它愈们构成了变胆速器的主体盖，当然还有侮一根倒档轴与。手动变速屈器又称手动够齿轮式变速合器，含有可辛以在轴向滑乎动的齿轮，忘通过不同齿醒轮的啮合达哈到变速变扭窗目的。章肝液力自动变绒速器（AT回）掠液力自动变苗速器传动部锣件主要是液糕力变矩器和毙多组行星齿洗轮组成。它椅仍然分为多谋档，实际上艺是一种分段鞭的无级变速越器。目前它目是国外用的投最多的自动览变速器，在疫美国采用液崖力自动变速薪器的轿车已铁达90%以质上，日本已集达73%，偶欧洲为65呜%。它的效标率在86~虫90%。其蒸优点：毯①屡免除了手动缴变速器的换松挡和脚踩离蓄合的频繁操孩作，使开车闲变得简单、蓝省力。滥②古动力性优越哥，在大阻力接、低转速下细发动机不会中熄火。缺点欢是：结构复钞杂、重量大铺、效率低、场成本高、油陆耗高。从发信展来看，液里力自动变速欣器已走过6挑0多年历史是，其功能和升潜力的开发铁已经接近极药限，长期存魂在的不足比啄如：启动速个度慢、工作祸效率低、油酸耗大等问题捞到目前为止治还未有突破脏性改进。慎捞电控机械自嫂动变速器（记AMT）眠电控机械自功动变速器是赠在现有的手栏动变速器基降础上，增加猾了一套自动冤换挡机构而叫成。自动换暗挡机构已成絮功应用的有味两类，一是爸以电机为主栽的电控换挡晒机构，二是钥由油缸为主雀的电液控制梁系统。按AMT的研菊究始于上世怜纪70年代设，瑞典Sc富ania系该统、德国D拖aimle尽rBen识z的ESP档系统、美国混Eaton像的SAMT纸系统，19呢83年，日弹本五十铃公滤司在世界上决最先研制成思功电子控制蓬全机械式有昂级自动变速固器NAVI爪-5，装于恩ASKA轿四车投放市场摔，美国Ea掠ton公司定于1983汉年宣布成功叮地将重型货尤车的手动变够速器实现了内自动化，德颜国ZF公司豆对Ecos假plit变己速器的16袭挡也完全实昨现了自动换纳挡，并于1斜988年装们于Gene侵va货车上果。AMT是泛动力中断情沃况下的换挡扛，需要频繁誓地控制离合矿器，由于轿勾车的惯量小古，离合器的始控制好坏直另接影响起步身和换挡的平殿顺性，同时亲，每辆汽车企的离合器行略程存在差异皮，因此，离冤合器起步控帆制和换挡操当纵规律是困泼恼AMT技救术发展的难浙点，造成A龄MT自动离比合器磨损和川坡道、弯道扭一外换挡等眯不良现象，智难于正确反懂映驾驶员操特纵意图，相珠对广泛应用扩的AT来说皂，AMT换罩挡品质较差批。这一阶段纹主要是研究她自动离合器框，而对于换渡挡控制于换绕挡控制策略奖，AMT还葡不十分成熟堵。刻畅金属带式无苍极自动变速滴器（CVT灿）世金属式无极梨自动变速器握由可轴向分迷合的楔形带贴轮和钢带组金件构成，变裹速原理类似伪于V形橡胶闪带无级变速被器传动。金技属带技术的熔发展可追述蒙到V形橡胶鸣带传动。1四928年，绍荷兰Dr.称HubDo满orne兄久弟创立了V盈anDoo速rne凤’霜sAut满omobi扁elfab捷riekN叼V汽车厂，绍1958年毯在Eind摧hoven棒制造了橡胶老带自动变速狼器Vari诞omati布c,该变速柴器整个装置墙比较笨重，陵在后桥需要您较大的安装屡空间，经管爆如此，它仍椒销售了12简0万台。上毫世纪60年虫代荷兰的汽宋车设计者开帅始研究结构赚更紧凑，传鸣递功率更大体的CVT，蛙经过分析，启他们认为金普属带可以传榆递更大的功减率密度。随劣后开展了对纵金属带的研授究。197如3年，第一寿台装用钢带芽的CVT变管速器装用在撞DAF66繁汽车上。距第2章CV杜T的发展历纽史及现状甚2.1无傻级变速器的怨发展历史垒达芬奇在1银490年，脉概念化了1畏级无级变速巴。第一个有舒关无级变速滑器的专利环持形无极变速尽器提交于1温886年，淡并最终在1足935年欧淘洲和美国被庙授予的第一慨个相关专利算。彩金属带式香CVT症的装车使用刘只有十几年刘的时间你,泳但是丹CVT熊技术的发展惯已有坚100俭多年的历史注。混1886积年棋,Daim断lerB黄enz径在首辆采用李汽油机的汽倍车上装上了轨橡胶带香CVT糠。尽1906跑解年述,门美国卡特车府装用了简单闸的金属盘摩姜擦传动无级针变速器闸。化子1912年潮，英国摩托屠车制造商克Rudge饰-Whit困worth啄建造了锐Rudge叛Mult渡i尸。铸Rudge猫Mult令i部是一个很大享的改进版本诚的较高境界谷的Grad旋ua齿轮。钉该趋Rudge勉Mult钱i端是如此成功泡，以至于从浮1913年悟开始无级变随速器齿轮最惨终被禁止在状著名的旅游卡杯比赛中使蚀用。址1930昨年啄Austi承nSix夺teen训车上烤,薪装用了牵引照式障CVT土。柴再电子控制技进术特别是计说算机控制技耀术的发展揪,吃使得无级变绣速传动得到晕应用与发展超。透20亭世纪斜60变年代后期解,杰荷兰工程师片VanD抛oorne框移研究出金属逆带织CVT,吓这是广CVT床技术具有划们时代意义的怕事件突。甩1972雾剑年零,H.V灿anDo极orne于成立了独立痛的公司深。梅1978遣画年残,链意大利胖Fiat害公司的汽车芹开始装用密VanD践oorne愧继的买CVT亮。虹1987渠许年两,虑美国蝴Fort暴汽车公司的县汽车装有这盟种出CVT称。咬目前司,姑市场上的遍CVT龟有三种产品帝:P82村1捎型室,柔采用电磁离副合器作为起招动装置辟,琴机匹—汇液或电遵—帝液控制系统艘,叛以外齿轮泵传作为液压源耽,辨实用于发动瘦机排量在崭1.3架以下的小型谜轿车杏;P81刻1沈型针,捡实用于发动被机排量在例1.8振以下的中型恢轿车绸;P84导4系型绸,凯采用新型金湾属传动带棋,贷将液力变矩泽器与药CVT梁综合鞭,尊全电子控制昂系统县,顺实用于发动革机排量在董3.3瞧以下的豪华六轿车烧。军1990牛年美国生产误出计算机控灿制的无级调柴速液压自动沾变速器抵(CVT)订,永此后日本、植美国、德国浴等轿车生产逮商大多采用蓄此项技术歪。坏马日本在研制怪CVT陈的初期劣,狸即将电子控脆制技术与地CVT惜技术结合汁,片成功地开发羡出电子控制锁技术的敌CVT,纳即掠ECVT,革陆续装在不Rex,拦Samba放r报和泪Justy初庆上谁。雕1992年性3月日产尼耳桑在富士重浓工ECVT级N的基础上瑞开发了N切宽-无级变速自器。在20搬世纪90年锄代末，日产匠开始设计自苍己的无级变义速器，允许征较高的扭矩月和传递动力定。这种模式指的变速箱被裕用于日本的厘一些市场。佛日产也是唯肤一的在最近竟几年，使轧妄辊的无级变益速器推向市瞧场的汽车制须造商。其环确形无级变速姿器，名为E途xtroi功d装屋，可以在日浇本市场的Y乒34日产凯久莱和V35桑天然气GT室-8中寻看见它们的撒身影，然而待，在日产尼丛桑收购论Cedri轮c/Glo怎ria直时，帮这种变速箱浊还不流行。皮丰田汽车在愿1997年魂的普锐斯汽映车上运用来托了功率分流脱传动（PS妇T）装置，夺以及后来的刷在国际上销赌售的所有丰归田和雷克萨盲斯的混合动遇力车都继续洲使用该系统谋（在混合动国力驱动名称级的下面有标译志）皆朗。虽然出售神是类似EC适VT的东西潜，但事实上谷这种装置是愿没有固定的艘传动比的。军PST系统面允许电动机亲或内燃机（任ICE鞠彩）来驱动汽肤车或两者共忌同来推动车拉辆。完整的饭系统的反应懒（在计算机狂控制下）是扫类似于电容飞式电压互感异器无级变速匙器，它速度侵相对较低，拳并不断在低毯功率或更低边和不断高功撇率或更高功梢率转换。清2.2无级哪变速技术的塌发展现状上愤逮金属带式无脂级变速器国魔外的研究领也域胶金属带式无魄级变速器的篇结构、力学茫分析、传动烘效率等灶,谋在国外已研臂究成熟诉,炕国外的研究池热点主要集己中在恨CVT么电液控制系义统的控制策叨略上谅,切如屡CVT奥电液控制系仿统的智能疾PID听控制、鲁棒庙控制、模糊德控制、神经条网络控制等偶。金属带式店无级变速器捧的结构、力炕学分析、传嫁动效率等研摊究在国内已网取得很大的清进展陵,脊但惭CVT趁电液控制系治统的控制策露略、实验仿虎真等研究在卫国内刚刚起俯步。猪想我国对于驾金属带式无付级变速器的巷研究展望愿自唇“卖九倒·岁五于”装以来饶,老轿车金属带诞式无级自动桑变速器的开预发和研制已肝经被列入国醋家的重大科税技攻关计划植,猫重庆大学、吨吉林大学等戚承担了多项桃金属带式无置级变速器方惑面的国家自茂然科学基金密项目。以奇它瑞汽车有限藏公司为代表访的汽车制造押厂商承担了廉科技部金属环带式无级变纤速器的国家阶重点攻关项恶目。相2003跃年虏,木洛阳三明实碰业策经过多年研违究理,舅攻克了苏CV添T艳的某些关键驳技术鼻,笔经国家汽车照质量监督检廊验中心台架焦试验和道路普试验以及东楼风汽车工程牺研究院试验贩,颂通过了河南翠省科技厅组牧织的鉴定贱,躺鉴定认为运CVT剑具备了产业闹化条件贤,华今年呈6蹈月初收,捞实施该项技据术产业化的亭洛阳联合变垦速器有限公北司挂牌成立绝可以投入批导量生产。随呆着制造业信怪息化进程的条加快托,破人们对控制鞋系统提出越炊来越高的要猴求补,课要求系统控制制精度更高挎,栽响应速度更流快等。由于系系统中被控什对象受不确突定的干扰信宗号的作用以遥及被控对象煮模型本身不暗准确西,瓶如果用传统卫的控制方法控(PID滚控制路),习系统往往会辅产生很大的友误差贴,孙控制效果不陈理想。以交LQG乡最优控制为塞代表的现代壁控制理论完撇全依赖于被溜控对象的数搏学模型澡,舍当数学模型浊准确时魔,齐所设计的控貌制器才能满微足控制性能平的要求。实根际液压系统胁如位置伺服祝系统常受时中变不确定干删扰信号的作碎用凭,皂其数学模型担亦不准确私,切为获得理想香的控制效果幅,贫可采用自适寿应控制、模就糊控制、鲁袍棒祖H乖∞柏控制。富第3章待轿车金属带航式无级变速袖器研究的重尤要意义及其嫁特点谱3.1C录VT的研究架意义圣目前的轿车笨发动机都是庙高速汽油发望动机，发动备机的热效率颈越高燃油利蜘用率越高，贸也就越省油绍。而发动机笑的热效率随萄压缩比的增匪加而增加，卷现在轿车汽怖油发动机压政缩比一般在池9.3-1难0.5之间疲。同时，还颗采用配气系们统可变装置傍（可变气门爆升程、可变全凸轮轴转角夏、可变进气训管长度等）椅和稀燃技术路，来达到节燃油目的。汽生车的传动系崭对汽车的燃摆油经济性有姜重要影响。张变速器档位样越多，不但跌汽车换档平示顺，而且使怎发动机增加菊了处于经济蓬工况下运行赛的机会，有搭利于提高燃跑油经济性。捎因此现代汽准车都趋向于及5档或以上设变速器，或尝者采用无极包变速，保证柜在任何条件轻下具有使发谜动机在最经坟济工况下工张作的可能性设。在速度不咱变的情况下蔽，接合高速敬档时，传动鼠比小，发动练机转速低；别接合低速档辅时，传动比黄大，相应的纹发动机转速上高。由发动别机负荷特性匙可知，当发绪动机负荷相愚同时，一般急是转速越低惹燃油消耗率浴越小。在一驶定的行驶条蓬件下，传动块系的速比越闷小，汽车的尾燃油经济性墙越高，因此趟汽车的经济虾行驶都在高恰档位。为了冈在良好路面挨条件下以较展高车速行驶放，轿车在变第速器内装置让速比小于1芳的超速档，玉在车速相同树的情况下，纺挂上超速档窝可使发动机吓转速比较低扫，相对也降偷低了燃油消向耗。风目前轿车大务量使用的变哗速箱，无论桂是手动还是缸自动，其传凑动比是有级逃的。在其工验作过程中，山经常需要进碑行挡与挡之盼间的变换，披当传动比发洁生变化是，秃发动机需要谱加速或减速芽，工作处于候不稳定的状互态，带来动怒力传动系统薄的冲击，使碍发动机的排粗放增加。而波无级变速系钟统能够使发湾动机工作在设高效益区，香达到最高的径燃油经济性许能，因而无棉级变速系统姿的传动效率谨远高于有级汤变速系统，祸且变速的过举程中动力不吴中断，因而达提高了汽车顽的动力性能独。所以，对令无级变速器山进行研究不拾仅有它的理泽论好处还有稍它的实际需级要。惹3.2无腥级变速器的意技术特点固CVT半传动速比可益以无级调节孝,货使在更大范智围内控制发币动机的工作衫点成为可能仔,绘可以真正实吼现发动机削-导变速器洽-便道路载荷的贪最佳匹配趟,盟是汽车理想星的变速器。心CVT梅挡位无级调卫节把,笼换挡过程中词没有动力中写断识,铸可以充分发趁挥发动机的芒动力性凳,传提高换挡的唯平顺性猫,瓜减少换挡冲仔击。同时得,CVT杂提供了达粒0.5吵的超速比浊,鹊扩大了车辆同变速的范围狂,哈使车辆可在甜发动机较低字转速与较高四转矩工况下锈输出功率狼,条不仅减少噪吐声妇,蝇增加动力传罪动系统效率茶,迅降低辅助装秆置的动力损兔耗矛,尺同时使发动哲机转矩增加冻,歼燃烧效率提渣高廊,米排气中的废肤气污染物也臭将减少。发陈动机排气总已量减少与温坟度升高使催叉化转换反应娘条件也得到辩改善。以下捡分别从CV点T的几项性询能来介绍其叼特点。并重职点介绍其在志经济性方面旺与不装有无彼级变速器的反汽车的比较图。拒帆动力性脉汽车的后备贝功率决定了顽汽车的爬坡乱能力和加速箱能力。汽车蚀的后备功率炭越大忆,奶汽车的动力渠性越好。由秋于疮CVT蛙的无级变速陵特性组,谦使其能够获祖得后备功率悟最大的传动托比去,归所以猫CV钟T维的动力性明轮显优于机械中变速器爸(MT)福和自动变速来器派(AT)柔。试验显示顿,CVT杰汽车加速性报能碑(0-搂100Km星/h)仿比过AT分汽车的加速越性能提高宗7.5由～雅11.5土%,赖速度较高时同加速性优于妈MT斤汽车。纱警传动效率摊变速装置的透传动效率对婶汽车的经济叼性和动力性坑有影响。富茶士重工于尽1988瓜年装备厉CVT雷的该Subar米uJus录ty筛汽车进行效立率测定储,孤结果为设ECVT9枣0%,5胶档机械变速借器、是93%,锹3票档自动变速枪器虏82%陆～步85%将。据近期试奶验结果傍,CVT轨传动效率在融92%透～蜓96%盆之间。鉴疑排放棕由于糊CVT相系统具有较剥宽的速比变只化范围者,洁可使发动机秩工作在最佳盈状态娱,普从而改善了衡燃烧过程畜,冲减少了废气橡排放。汽车照行驶时所排应出的有害物絮质含量常与耐发动机工作翁状态有关配,戒当发动机在荷非稳态工况烤时谨,哲它所排出废田气中的有害族物质含量高输。而有级式运机械传动岔,亭速比变化量谨由人工操作隆完成何,南导致发动机框转速变化较疗大恋,轻使发动机处窄于非稳态工版况。所以嫂,筝汽车排放废旋气中有害物述含量高氏,婶污染环境严接重。对于自秘动变速纳,漫可控制发动岗机在排放污西染较小的工魂况下工作。介据德国居ZF长公司测定蕉,袋装备确CVT设后比安装瞧4-A浅T看的汽车减少捞排放约表10%菠左右。由于精汽车传动自病动变速有如看此众多的优配点惑,敏因此颈,城汽车特别是财轿车寸,据采用自动变摆速传动已成穷为趋势。芽斥可靠性爷安装俭CVT土后的汽车随协着技术的改衣进刘,猪可靠性不断券提高。据统便计居,积在讲1987李年到矩1989绪年间生产的寿42400秃个浩CVT较中控,管故障率为皮3.4%,田而据俊1993晚年资料表明霸,惑在士60少万个椒CVT效中更,代出现故障的驼只有冒147桑个聪,渐故障率降到务0.025冤%庸。粘客价格酬CVT穿结构简单袭,堡零部件数目窜比液力机械厕AT(江约档500作个竞)麻少大约头300域个闪,亮若起动部件偶采用诸如电因磁离合器和城多片离合器绝等则成本可设低于液力机政械累AT陕。在盗1996迁年撑,受装备骡CVT档的本田轿车俘比装备换4奥档铁AT狂轿车便宜狼200沃美元。意大折利臭Fiat漠公司开发的如CVT避比模AT清降低钥30%拼。由于它的龙起动性能差月,层需要另装起磨动部件常,面现在较多惧CVT展选装液力变词矩器。若采押用液力变矩贷器则成本一粪般接近液力榜机械自动变项速器。著公经济性谣CVT可以键在相当宽的内范围内实现杰无级变速，它从而获得传升动系与发动弹机工况的最露佳匹配，提连高整车的燃遮油经济性。另德国的大众盾公司在自己唇的Golf烂揭VR6轿车顺上分别安装哑了4-AT柳和CVT进脊行ECE市雄区循环和E映CE郊区循瓦环测试，证书明CVT能唯够有效节约酷燃油，安装市4-AT和榴CVT的大冈众公司的G扛olfV僻R6汽车的名燃油消耗对肆比：莲试验油汗耗响眠关返4-AT唯C待VT饲矿ECE斧市区循环，晚L/100府km议芹14.4荷13天.2汗斜ECE旱郊区/远程搭循环，L/汗100km栋10杯.8搂9.8观申90k宇m/h匀速交，L/10娱0km荷爆8.3路亩7.0扛玉120km拔/h及，厕L/100沃km煤忧1农0.3箩9.沙2英第4章无咏级变速器与腹手动、自动广变速器的经虏济性比较湿4.1汽颤车燃油经济船性介绍约汽车的燃油蚂经济性是指树在保证动力艺性的条件下缩，汽车以尽拔量少的燃油熄消耗量经济胖行驶的能力记。堂燃油经济性碌好，可以降挣低汽车的使翼用费用、减贴少国家对进阻口石油的依方赖性、节约字石油资源;落同时也降低司了发动机产犬生的二氧化毛碳（温室效郑应气体）的转排放量，起峰到防止地球株变暖的作用纯。激发动机的燃潜油消耗率与早排放污染是捧有密切联系古的，只能在窝保证排放达格到有关法规狂要求的前提语下来降低发榜动机的燃油严消耗率，提崭高汽车的燃躲油经济性。吹由于节约燃槐料、保护环蹄境已经成为槽全球关注的笨重大事件，铜汽车燃油经限济性受到各贝国政府、汽号车制造业与衬汽车使用者羡进一步的重会视。炼蜜汽车燃油洗经济性的评孩价指标绿汽车的燃油沟经济性常用吹一定运行工惜况下汽车行灰驶百公里的盯燃油消耗量革或一定燃油矩量能使汽车度行驶的里程躬来衡量。漆在我国及欧螺洲，燃油经乔济性的指标习单位为影升／炕100km毁，即行驶1扭00km所天消耗的燃油景升数。美国师为MPG或锯mile/典Usgal苗，指的是每食加仑燃油能乡行驶的英里纺数。牙等速行驶百粗公里燃油消庭耗量是常用海的一种评价华指标，指汽挤车在一定载纺荷下，以最旁高档在水平望良好路面上镰等速行驶1袖00km的购燃油消耗量竟。袋但是，在实独际运行情况谋中，特别是议在市区行驶辨的频繁出现笑的加速，减俱速，怠速，进停车等行驶菊工况下，需发要用一种循免环行驶试验晴工况来模拟全实际汽车运甲行情况。是络影响汽车均燃油经济性剖的因素揪汽车的燃油健经济性与行筹驶时的行驶么阻力,燃油阴消耗率,传钉动效率都有证关系。敬发动机的燃厘油消耗率，塞一方面取决掀于发动机的氧类型,设计偶制造的水平尖；另一方面翼又与行驶时尺发动机的负躬荷率有关。劳从万有特性孙图上可以看筹出,发动机那负荷率低时依，b值显著损增大。腹当然，总的错汽车燃油消星耗还与加速道,减速,制盏动,怠速停跟车等工况以氧及汽车附件蜡的使用有关逝。总的来说疯,汽车的燃梯油消耗除了罚与行驶阻力惧,发动机燃诞油消耗率以廊及传动效率义有关之外，表还同停车怠宣速油耗，汽信车附件消耗危及制动能量冶损失有关。去在城市循环湖工况中，后贴三个因素的声影响相当大妄，它们消耗鸭的能量达燃花油化学能的谊25.2%舞。但传统结芹构的汽车在否这些方面尚勇未找到突破肤性的提高燃吉油经济性措拔施。垄4.2汽浊车燃油经济未性数学模型俭的建立衰评价汽车燃辆油经济性的档指标是汽车款单位行驶里同程帜(羊通常为毒100k玻m)平的燃油消耗伏量。然而捎,盲汽车等速、仓加速、减速致、怠速等行悟驶工况的燃养油消耗量的带计算方宫法各不相同丙。值婆汽车不同行非驶工况下的距燃油消耗量及饲.1等速行称驶工况燃油衔消耗量掀由发动机转纤速械n危e贱和发动机转俘矩咏T扬e叹在发动机万虚有特性图上腊可确定相应北的燃油消耗拜率酬g那e遵,礼则整个等速植过程的百公冰里燃油消耗飘量为浴煤巡绕万Qe=（绍P愚什·散ge）/(饥1.02疾·臂u镰a概·ρ字g)诊（唱1）食式中饮P辛——兆发动机提供坝的功率取,kW历g挑e佣——编燃油消耗率妻,g宜/鞠(kW腐·蛾h)瞧ρ——流燃油密度局,kg累/泳L蕉u内a铲——斑汽车行驶速怒度邀,km发/遭h陡汽油的体ρ社g云可取为属6毙1弯96呜～牢损7千1馒15N纹/雄L,绍柴油可取单7冈1蚁94裤～道哭8舌1泰13N叮/坐L励某一轻型货抄车的有关数章据及符号说嘉明艰足论魂誉袜货车总质量魄削绝哀秧3880饶伴炊写瞧娱车轮半径赖碰努凭既0.蚊367坚爱令菌唤努传动系机械棚效率县汉挎0收.85叼下包衔头近滚动阻力系乳数坦睛签录0.013滑必悼两培空气忽阻力系数赢迎风面积烧补2.警77杯怒逗语丝录主减速器腊传动比巨贩才到5.83伙堵土偏宋祖重力加速爆度详醉纱嘴9.8疯奇药榨慕喷一挡变速器轿传动比毯挤奶6.勉09挪狱庆藏裙绕二挡变速器没传动比逃键厉3.泄09丢它区慧毕庙三挡变速器栽传动比检霞叉1.惭71燥包恳胳拥就四挡变速器义传动比株岗种1.汗00每卸恒错滩南发动机功率帖予酒追也蛾滚动阻力功馅率狭散疮芹满禽空气阻力功妹率睁针胁毁吼性燃油消耗规率转富说宰已祖货车时速丘帆扯键嫌车燃油密度筋由耗隐此处取织MATLA活B计算机模涝拟讲clear乒,clos遥eall辱G=388廉0*9.8尼;甩貌%货车重量更f=0.0屿13;攀浙化%滚动阻力陷系数铲CDA=2程.77;题具楚%空气阻力灯系数*迎风院面积秤nr=0.阵85;由粘想%传动系机唤械效率鸭r=0.3垃67;舟社廉%车轮半径四ig=1.果0;误岭踏%变速器传虏动比闻i0=5.叼83;蛋趣玻%主减速器盏传动比艇fora驶=1:8泛n历(a)=i取nput(剧'n=')锡;沙b偶(a)=i衔nput(梯'b=')痕;启u三a(a)=促(0.37煌7*r*n强(a))/带(ig*i证0);度p逼(a)=(期(G*f*普ua(a)上/3600鉴)+(CD农A*(ua站(a)^3丹))/76符140)/食nr;慢Q现s(a)=低(p(a)鸡*b(a)或)/(1.庭02*ua暴(a)*7酬.05);置end,u希a,p,Q耗s胸plot(誉ua,Qs唇)漫title冤('汽车等旱速百公里燃塞油消耗曲线帐'),gr旧idon医,拘xlabe蜓l('ua职/(km/次h)'),金ylabe锁l('Qe耻/(L/1厚00km)撒')n=815b=700狠n=120防7b=550齐n=161撑4b=450斑n=201蒜2b=395瞒n=260趋3b=345株n=300劣6b=340垒n=340框3b=340不n=380春4b=340ua=算19洗.3418慢28牲.6448酸38恭.3038幼47活.7493稳61寄.7750赏71暴.3391丸80同.7608场90爹.2775p=彼3叨.4342烫5绪.6333灵8纲.5929眨12援.3730悉20旁.0690垂27去.0634坚35划.5911爹46号.0744Qs=就17角.2836漫15眠.0413善14衡.0385角14盐.2337巾15麻.5863会17求.9368堵20槽.8368珍24勉.1307暴鬼.2加速赤行驶工况燃该油消耗量蝴整个加速行尽驶过程的燃话油消耗量为连肃.3减速响行驶工况燃伸油消耗值周减速行驶时喷,谈发动机处于厌强制怠速状痰态蔽,菜其燃油消耗搏量即为正常赢怠速燃油消斗耗注,如所以减速工屯况燃油消耗跪量等于减速血行驶时间与荣怠速燃油消咬耗率的乘积响。温整个减速过场程燃油消耗筒量为菌式中虹Q武i黎——西怠速单位时迁间燃油消耗冠量蜂,mL响/妇s蚕u愧a扮2炼、刻u喊a主3训——纠阁减速过程的呜起始和终了僚车速等,收km/h汽劝.4怠速索停车时燃油美消耗量干若怠速停车忘时间为泄t社s课(s)输,仰则燃油消耗叛量为还滥整个循环偏工况的百公候里燃油消耗逝量沈对于由等速据、加速、减除速、怠速停铅车等行驶工部况组成的循瞧环蜂,润其整个试验词循环的百公挽里燃油消耗用量为旅4.3手澡动、自动变附速器及无级彩变速器燃油也消耗的比较涛过去主要采恶用映4融档和绢5衫档手动变速鸭器粉(MT)撇。由于采用觉机械机构，凉效率很高，驼但随着交通伤日益拥挤和塑对舒适性的彼重视，已不钟能满足许多宫用户的需要施。因此潜4音档和亭5炮档自动变速艇器责(AT)雁被采用。目陪前这些自动节变速器能提捞供很高的驾马驶舒适性，纹但芝由于较高动致力损失造成正较高的燃油劫消耗。所以舅除了库上述变速器似外，正在或课即将投入市该场其它类型撑的变蜂速器主要用来于降低轿车富油耗。筝手动变速器耀的趋势是涝6糊档版+郑自动换档，半这就是画所谓的机械龄自动变速器泰(AMT)扛。在传统机静械变速器上妇安装液力或久机电执行机叨构的陪AMT耍系统，可采岸用换档程序场自动实现换趴档的切换。伶自动变速器妨系统的换档艳特性是无动粪力中断现象朱。在晃2001位年首台畅6尾档自动变速主器投入市场赶。除此看之外，采用捞钢带或链条齐传递转矩的州C芹VT禁和由滚子传针动演变而来稻的锥盘式克CVT与也已投入市洁场。基于弱机械变速器迎的双离合器箭变速器正在础开发中。由渠于可页进行动力换灶档，它们都棉属于自动变末速器的范畴所。浴如上所述，环对燃油消耗个和驾驶性能灵作比较的变携速器仅限于哄那些已大规漠模生产的和谅将要投入应鼓用的脊产品。标准仿传动的结构狂是发动机前虎置后驱形式轨(RWD)围。适用于上抄述转矩范围于的钞6见档手动变速贵器将糟增加稿。欧洲杆RWD剥车辆的变化族是将仗5雹档自动变速津器改成就6稻档。图4是脊5区档和鼠6片档自动变速悦器的对比。房预计摧CVT距将在发动机字横置的前驱蜜车辆中增加转份额，已做顽了关于班4填、沫5嫌、渣6丘档自动变速笋器和气CVT镇在上添述车型的对潜比。图方4掉是奉5馆档自动变速弊器和小ZF父—怪CFT23足CVT丽的性能对比该。它慢六档手动后变速器的燃站油消耗下关于近年来亏投入市场的金6句档手动变速纷器燃油消耗转和加速性能努的报告看，榜它与先期的宴5封档手动变速杨器相比，虽底然增加了档疼位但在试验伍循环中，油它耗并未降低三。试验表明酬，笔6职档手动变速疤器和肌5梳档变速器相晚比，油耗增常加了福2%督—壶5罢%，加速性健能降低了廊5众%淹—孝2帅%。这主要坛由以下原因霸造成：姓●兰6铃档变速器所磁增加的速比会仅为16%原●肉捞由于增加了区齿轮数和同仔步器数量，听变速器功己率损失高昼●醉存低档位处的尖速比间隔过纽小勉●番持试验循环中六第酱6穴档无明显影灭响悬作为变速器者和驱动桥主锐减速器绒的设计结果芦，发动机转译速的增加起眼因于在试验石循环中特殊猛的换档点。巧因此搞6戴档手动变速珍器中第怨6叶档齿轮无助晃于改善油耗下、排放和加菊速性能。转疏电六档自动变阔速器的燃油牺消耗脱ZF5H靠P245吼档自动变速甘器适用的发贞动机转矩为买420Nm谨，因此可适陪用申8此缸内燃机，糕总速比为俊I饭=剪4虑.44。相今比逼6跌档自动变速渴器扬6HP26馒的适用转矩悉达辞440Nm姑,总速比为翻I阔=蹈6午.04。所吉增加的速比疾(牛约鄙36%)测明显降低了邪油耗。由候Lepel毁letie粪r婶行星齿轮机点构组成的主楚机械传动的樱效率高达驳99味%以上。除侍此之外，在冬变速器的开册发过程中许象多具有进一横步降低油耗训潜力的优化饮措施已被采开纳绪享。以下措施旬需特别提搅及：术●舌采开发了新型船变排量转子帝泵，减少了疲泄漏和机浆械损失。区●馋爬通过减少泄脏漏特别是在钢液压控制系展统中的汇泄漏，优化滤了润滑油供躺给。楼●蛾沉优化了变速棍器中的油道融以减少牵引谊损失。锹●控椒使用高效的厌润滑油，特拼别在工作温勇度低时能数减小润滑油腾的牵引损失匹。炕●轧驴改善变矩器贱锁止离合器识的性能，使嚼之能在低蜘车速时使用壮。缓●恳轻改进了换档乐元件的尺寸尝以利于待机争控制归(stan评d带—海by纲—放contr侨o1)(董空档怠速迷)腹。交●找次除了经济模漫式外，优化距了自适应换然档模式，蛮可根据驾驶胳员类型和驾氧驶风格加以插调整。泥其结果见图幸5泉，对配备各4累.4升鞭8垄缸内燃机和瓦主减速器的砍中高档车辆盈油耗仿真表峡明，由于总纷速比较大，逼能降低约肯2嚷%的油耗。捎而上面所提愁到的那些优怒化偶措施和新润桃滑油也能降仓低磨2%冶的油耗。如惭果采用了待缠机控制，又都能降低类2%跪的油耗。因栏此旋6HP26扰与集5HP24仗相比在筛NEDC投循环中可降华低紧5%速—并6挨%的油耗。困同时从图排6跳中可知，叛0吃—帐100km蛇／阔h坝加速时间缩铃短了火0肉.讨3时秒，提高了真4.4胶秒后的距离钩增加了包3绳.解1m振或轿9笨%画田，这对任何留轿车而言都耕有半个车长竿。颜结论可用油酒耗／加速曲氏线描述，这悔里根据不同居的振主减速比对笑6HP26练作了仿真计驶算冷(捞见图影6)困。根据欧洲康的情况，曲赖线左侧底部洽是最佳方案烂。该曲线表限明卵加速性能相流同时所选的直后桥速比葡(i太RAR零血=3.1