驱动车桥匹配应用课题.ppt

1、2005/12/25,1,驱动车桥匹配概述,2005/12/25,2,汽车动力性能的优劣不仅取决于组成汽车的各传动部件的性能，而且在很大程度上取决于总体动力匹配布置；汽车总体动力匹配设计水平的高低对汽车的动力性能、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。,2005/12/25,3,.汽车主要动力性能参数及选择 汽车的动力性参数主要有直接档和I档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。 1.1直接档动力因数D0max D0max的选择主要是根据对汽车加速性与燃料经济性的要求，以及汽车类型、用途和道路条件而异。,载货汽车的D0max值是随汽车总质量的增大而逐渐减小的，但也有个限度。

2、微型货车的D0max值较大，轻型货车次之，因为它们不会拖带挂车，而且对平均车速和加速性能的要求也较高。,2005/12/25,5,中、重型货车的D0max多在0.040.07范围内。对中、重型货车选择D0max时的要求是：拖带挂车后仍能以直接档在具有3坡度的公路上行驶。鞍式牵引汽车及半挂车等汽车列车的D0max应在0.03以上。矿用自卸汽车的行驶阻力大，其D0max值也应不小于0.04。客车的D0max值也是随着其总质量的增大而减小，但豪华型客车应比普通型客车的D0max值要大一些。,2005/12/25,6,.2 档动力因数DImax I档最大动力因数DImax直接影响汽车的最大爬坡能力和通

3、过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显而主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。对于公路用车，DImax多在0.300.38。,2005/12/25,7,矿用自卸汽车(装载量为6.5t以下)的DImax值多在0.300.46，当采用液力机械传动时，由于汽车起步后动力因数下降较快，为保证有足够的爬坡速度和加速能力，DImax值还应取大一些。 军用越野汽车的爬坡能力要求高达6075，故其DImax值多选择在0.63以上。,.3 最高车速Vmax 随着汽车性能特别是主被动安全性能的提高以及各国公路路面的改善和高速公路的发展，汽车的最高车速普遍有所提高。选择时应考虑

4、汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定。,2005/12/25,9,.4 汽车的比功率和比转矩 这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。比功率是评价汽车动力性能如速度性能和加速性能的综合指标，比转矩则反映了汽车的比牵引力或牵引能力。在比较各国车型的比功率时，应考虑到各国内燃机功率测定标准的差异。为了保证载货汽车在高速公路上的速度适应性，有些国家对汽车的比功率值有所规定。,2005/12/25,10,我国标准GB72582004中规定，对三轮汽车、低速货车及拖拉机运输机组的比功率不应小于 4.0 kW/t，除无轨电车

5、外的其它机动车的比功率不允许小于 5.0 kW/t,2005/12/25,11,驱动桥匹配应用时需要整车的相关信息: 、发动机最大输出扭矩及转速 、变速箱最高档速比、I挡速比及最高倒挡速比等 、汽车总重GCW、GVW 4、汽车轴荷GAW 5、轮胎使用情况 6、汽车使用工况,2005/12/25,12,主减速器双曲面齿轮的强度验算 汽车主减速器齿轮的强度一般按两种工况下的载荷进行计算: 按发动机最大输出扭矩计算齿轮应力 按坡度扭矩计算齿轮应力 按7%坡度 按23%坡度（日产计算方法） 按30%坡度,2005/12/25,13,按发动机最大输出扭矩计算齿轮应力 驱动桥最大输出扭矩为： 2emaxk

6、0* Temax发动机最大输出扭矩 ik=变速箱头档速比 i0驱动桥主减速比 传动效率,2005/12/25,14,主动齿轮及从动齿轮的弯曲应力 1=T1*Qp1*C1 2=T2*Qp2*C1 式中： T1=T2/i0 Qp强度系数（在齿轮计算尺寸卡上） C1英制与公制单位之间的换算系数,2005/12/25,15,主动齿轮与从动齿轮的接触应力 *(9.8*T2)*C2 式中： 寿命系数，见齿轮尺寸卡 2英制与公制换算系数,2005/12/25,16,按坡度扭矩计算齿轮应力 驱动桥最大输出扭矩为： 2CW*rk*(f+i)/(n*) GCW汽车列车总重 rk车轮滚动半径 f道路滚动阻力系数 i

7、坡度 n驱动桥数量 传动效率,2005/12/25,17,主动齿轮及从动齿轮的弯曲应力 1=T1*Qp1*C1 2=T2*Qp2*C1 式中： T1=T2/i0 Qp强度系数（在齿轮计算尺寸卡上） C1英制与公制单位之间的换算系数,2005/12/25,18,主动齿轮与从动齿轮的接触应力 *(9.8*T2)*C2 式中： 寿命系数，见齿轮尺寸卡 2英制与公制换算系数,2005/12/25,19,齿轮应力计算结果的评价标准有Gleason评价标准和 Nissan评价标准两种，其中Gleason评价标准比较保守 按发动机最大扭矩及23%、30%坡度计算时： Gleason评价标准： 主被动齿轮弯曲

8、应力小于686Mp 接触应力小于2744Mp Nissan评价标准： 主动齿轮弯曲应力小于686Mp 从动齿轮弯曲应力小于758Mp 接触应力小于3445Mp,2005/12/25,20,按7%坡度计算时： Gleason评价标准： 主被动齿轮弯曲应力小于206Mp 接触应力小于1715Mp Nissan评价标准： 主动齿轮弯曲应力小于206Mp 从动齿轮弯曲应力小于245Mp 接触应力小于2067Mp,2005/12/25,21,主被动齿轮应力值计算完成后，还要与其它车型齿轮应力水平作比较，同时对比分析不同车型的使用工况是否相似，来推断主被动齿轮是否满足性能要求。,2005/12/25,22

9、,差速器齿轮的验算 差速器齿轮的强度同样按两种工况计算，只计算弯曲应力 F1=T*Qp1*C1/(8*K1*i1) F2=T*Qp2*C1 式中： T-差速器传递扭矩 Qp-强度系数，k1-系数(见尺寸卡) C1英制与公制换算系数 i1半轴齿轮齿数与行星齿轮齿数比值,2005/12/25,23,差速器齿轮强度评价标准： 按发动机最大输出扭矩、23%、30%坡度计算时： Gleason评价标准： 弯曲应力小于960Mp Nissan评价标准： 弯曲应力小于730Mp,2005/12/25,24,差速器齿轮强度评价标准： 按7%坡度计算时： Gleason评价标准： 弯曲应力小于206Mp Nis

10、san评价标准： 弯曲应力小于300Mp,2005/12/25,25,半轴齿轮应力值计算完成后，还要与其它车型的半轴齿轮应力水平作比较，同时对比分析不同车型的使用工况是否相似，来推断半轴齿轮是否满足性能要求。,2005/12/25,26,最小传动比的选择 整车传动系最小传动比的选择，可根据最高车速及其功率平衡图来确定。在普通的载货汽车上，变速器的最高档大都取1.0，则传动系的最小总传动比即为驱动桥的主减速比io，若有超速档或副变速器、分动器时，最小传动比则为它们的速比和i的乘积。 汽车主传动比对汽车动力性,燃料经济性影响很大。主减速比增大，可以增加汽车的后备功率，提高汽车加速性能，但也会使汽车

11、燃料经济性下降。因此，主传动比的选择，应保证汽车的动力够用，又有最佳的燃料经济性。 对于某一特定的车辆，当汽车总重、重量分配和发动机等已确定后，如何合理的选择传动系参数，按传统的做法，需要进行大量的汽车动力性和燃料经济性计算和实验工作，而且由于各种条件限制，往往不能获得最理想的结果。 汽车主传动比的优化最终目的是使汽车在满足动力性要求下，在常用行驶工况下燃料经济性最佳。在选择传动系参数要求时，应考虑汽车具有足够的动力性能，即应有足够的直接档动力因数D0max 。直接档动力因数表示汽车在正常情况下行驶所具有的上坡和加速能力。,2005/12/25,27,最大传动比的选择 最大传动比为变速器的头档

12、速比与主减速比的乘积。该速比主要是用于汽车爬坡或道路条件很差（阻力大）的情况下（此时空气阻力可以不计）汽车仍能行驶。 最后验算最低档时的最低稳定车速，该车速没有规定的限值。一般情况下，载货汽车，只要能满足最大爬坡度的要求(即最大动力因数)，那最低稳定车速也能满足。但越野车为了避免在松软地面上行驶时，土壤受冲击剪切破坏而损害地面附着力，要求车速很低.,2005/12/25,28,变速器档位数的选择 变速器档位数的多少，要根据汽车的类型，使用条件和性能要求及最高档和最低档的速比范围大小而定。 载货汽车的吨位越小，档位数可取少些，随着吨位的增大，档位数也增多。这主要从动力性、经济性、操纵性、结构复杂程度及需要进行选择。 档位数越多，发动机的功率利用率越高(高功率区工作时间长)，既增加了动力性，同时也增加了发动机在低油耗区工作的可能性，提高了燃油经济性。 由于相邻档之间的比值不能太大(一般不超过1.71.8)，太大时换档困难，所以在最大传动比与