重卡动力系统匹配课件

重卡动力系统匹配重卡动力系统匹配目录动力系统匹配的目的动力系统匹配指标体系影响整车动力性、经济性的因素发动机的外特性对整车动力性的影响发动机的万有特性对整车经济性的影响变速箱档位数及速比对整车动力性、经济性的影响后桥速比对整车动力性、经济性的影响不同工况下动力系统的匹配要求动力系统匹配举例总结目录动力系统匹配的目的1、动力系统匹配的目的1）使整车的动力性及燃油经济性达到最佳2）符合行业标准及法规的要求（排放、油耗、噪音）3）满足传动系统的扭矩匹配、空间布置和重量要求1、动力系统匹配的目的1）使整车的动力性及燃油经济性达到最佳2、动力系统匹配指标体系1）动力性指标-最高车速-加速时间a)直接档加速时间b)起步连续换档加速时间-最大爬坡度2）经济性指标-等速百公里油耗-6或13工况油耗3）其它指标-加速/换档平顺性

-振动噪音2、动力系统匹配指标体系1）动力性指标3、影响整车动力性、经济性及其它性能的因素1）最高车速的衡量3、影响整车动力性、经济性及其它性能的因素1）最高车速的衡量2）影响最高车速的因素-列车（或单车）总重-发动机外特性-变速箱的速比-后桥主减速比-轮胎-滚动阻力系数-迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率2）影响最高车速的因素-列车（或单车）总重3)加速时间的衡量加速时间的衡量指标为：-直接档加速时间-原地起步连续换档加速时间3)加速时间的衡量加速时间的衡量指标为：-直接档加速时间4）影响加速时间的因素-列车（或单车）总重

-发动机外特性

-变速箱速比

-后桥主减速比

-轮胎

-滚动阻力系数

-迎风面积和风阻系数

-传动系统的传动效率

-传动系统转动惯量

-驾驶员4）影响加速时间的因素-列车（或单车）总5）最大爬坡度的衡量5）最大爬坡度的衡量6）最大爬坡度的影响因素-列车（或单车）总重-发动机外特性 -变速箱头档速比 -后桥主减速比-传动系统的传动效率6）最大爬坡度的影响因素-列车（或单车）7）等速百公里油耗的衡量7）等速百公里油耗的衡量8）等速百公里油耗的影响因素-列车（或单车）总重-发动机万有特性 -变速箱速比 -后桥主减速比 -轮胎-滚动阻力系数 -迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率8）等速百公里油耗的影响因素-列车（或单9）6或13工况油耗的衡量对于由等速、等加速、怠速停车等行使工况组成的循环，其整个试验循环的百公里燃油消耗量Qs[单位为L/100km]9）6或13工况油耗的衡量对于由等速、等加速、怠速停车等行10）6或13工况油耗的影响因素

-列车（或单车）总重-发动机万有特性 -变速箱速比 -后桥主减速比 -轮胎-滚动阻力系数 -迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率-6或13工况-驾驶员10）6或13工况油耗的影响因素-列车4、发动机的外特性对整车动力性的影响1点越高、越平、越靠近低转速区，爬坡性能越好2点越高，原地起步及连续换档加速时间越好3/4值越大，发动机的扭距储备越好，在行驶过程中换档少，平均车速高，换档舒适性好4、发动机的外特性对整车动力性的影响1点越高、越平、越靠近低5、发动机的万有特性对整车经济性的影响-1区(最低燃油消耗区)的面积越大越好-1区的宽度(发动机经济转速范围)越宽越好-整车行驶时的发动机工作点越靠近1区中心越好注：1区为发动机最低燃油消耗区▲i0:后桥速比3.8★i0:后桥速比4.42★▲★★★★★★▲▲▲▲▲▲15、发动机的万有特性对整车经济性的影响-1区(最低燃油消耗区6、变速器档位数对整车动力性、经济性的影响档位数增加可扩大速比范围；提高一挡速比减小速比级差档位分布密集提高爬坡度提高换档舒适性发动机集中工作在经济转速范围内，提高燃油经济性在爬坡度相同的基础上减小后桥速比，提高最高车速减少加速时间6、变速器档位数对整车动力性、经济性的影响档位数增加可扩大速变速器

++++++++ 16档，速比：15.39–0.85

+++++++

9档，速比：10.26–0.74

整车 典型重卡 总重49tons；轮胎滚动半径：0.522m后桥 16档箱匹配3.8速比，总传动比58.489档箱匹配5.1速比，总传动比：52.33发动机

340马力，欧3发动机 输出扭矩1700Nm变速器档位数对整车动力性、经济性的影响仿真试验参数 距离(km)

停车次数

Route8.2 250.4 12Route5 213.6 13FigeTest 29.5 4Highway 118.1 0模拟计算使用的工况变速器档位数对整车动力性、经济性的影响仿真试验参数 16档变速箱匹配3.8速比后桥，总传动比58.489档变速器匹配5.1速比后桥，总传动比52.330 20 40 60 80 100 120驱动轮上的牵引力[kN]9档箱，1档16档箱1档

16档变速箱9档变速箱

2001751501007550车速[km/h]爬坡度9档变速箱11909A16档变速箱16S1650变速器档位数对整车动力性的影响16档变速箱匹配3.8速比后桥，总传动比58.480 20 变速器档位数对加速时间的影响9档箱连续换档加速时间16档箱连续换档加速时间此积分面积代表由速度u1到速度u2的加速时间由于档位密布，积分面积减小实际操作中，由于驾驶员的因素无法保证理论分析的效果，但是对于AMT变速箱，可以按照理论的换档点进行换档，从而减少加速时间。变速器档位数对加速时间的影响9档箱连续换档加速时间16档箱连增加档位数，减小速比级差，使发动机集中工作在经济转速范围内，提高燃油经济性发动机的经济工作范围变速器档位数对整车经济性的影响档位数增加，发动机工作范围将更加集中在经济转速周围增加档位数，减小速比级差，使发动机集中工作在经济转速范围内，40306050Route8.2各种路况下的总油耗量不同路况下的燃油消耗对比Route5FIGECycle高速公路燃油消耗[l/100km]11909A9档16S165016档46.247.060.661.645.747.234.335.5-0.8-1.0-1.5-1.240306050Route8.2各种路况下的总油耗量不同路变速器档位数对百公里油耗的影响档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗同样的发动机，分别匹配9档变速箱和16档变速箱，同为65km/h车速在万有特性特性曲线上的工作点如上图所示9档变速箱16档变速箱在同样车速下，发动机发出的功率相同。220g/kw.h215g/kw.h变速器档位数对百公里油耗的影响档位，后备功率档位车速为65km/h时，16档变速箱切换为最高档车速为70km/h时，9档变速箱切换为最高档不同车速下百公里油耗比较50403020

燃油消耗量[l/100km]车速[km/h]20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1680Gear11909A9档变速箱16S165016档变速箱档位车速为65km/h时，16档变速箱切换为最高档不同车速下百公7、后桥速比对整车动力性、经济性的影响-图示后桥速比4.3点较好的兼顾动力性和经济性-图示后桥速比小于4.3时，燃油经济性稍有改善，但动力性有明显下降。-图示后桥速比大于4.3时，燃油经济性明显下降，但动力性稍有改善。7、后桥速比对整车动力性、经济性的影响-图示后桥速比4.3点8、不同工况下动力系统的匹配要求长距离1000km～中长距离300～500km配送市内及城市之间矿山工地最高车速(km/h)90~11080~9090~10080经济车速(km/h)70~8055~6560~7040路况高速公路良好路面良好路面凹凸不平总重（t）60~10050～7030~4040~708、不同工况下动力系统的匹配要求长距离中长距离配送矿山工地最1)不同工况下动力系统的匹配要求长距离运输：使用条件：平均行驶车速较高，换档频率低。用户对起步加速性能和不换档高速巡航性能比较关注。匹配要求：以经济性为主，兼顾动力性，要求发动机的扭距储备系数大，且最大扭距点转速较低；在现有后桥速比不够小，变速箱档位数不够多，发动机马力不够大的情况下，发动机往往运行在较高转速区，此时希望发动机的经济工作区位于较高转速区。以改善经济性；矿山工地运输：使用条件：平均行驶车速低，频繁换档、起步。用户对起步连续换加速性能力、爬坡能力比较关注。匹配要求：以动力性为主，兼顾经济性，要求发动机低速扭矩和扭矩储备系数大，变速箱头档速比和后桥的主减速比大；由于矿山工地运输的特点，发动机在最大扭距区运行时间较多，因此希望经济转速区处于最大扭距附近，以保证在常用车速情况下发动机出于经济工作区；中长距离运输及配送：使用条件：平均行驶车速介于长距离运输和矿山工地运输之间，兼顾经济性和动力性；匹配要求：发动机的性能可按长距离发动机的要求，通过适当调整后桥主减速比和变速箱档位数来平衡整车动力性与经济性的关系；1)不同工况下动力系统的匹配要求长距离运输：2）发动机状态-由于变速箱和后桥的资源有限，在长距离高速运输的车型中，希望最低燃油消耗区向高转速区靠近，在低速重载矿山工地用车型中，希望最低燃油消耗区向低转速区靠近。-如上所述，会增加发动机品种，增加经济转速区和转速表种类，降低通用性。-国外均采用一种发动机形式，采用多档变速箱，通过大范围的速比变化，大马力发动机，使发动机在经济转速区适应多种工况长距高速低速重载2）发动机状态-由于变速箱和后桥的资源有限，在长距离高速运输重卡动力系统匹配重卡动力系统匹配目录动力系统匹配的目的动力系统匹配指标体系影响整车动力性、经济性的因素发动机的外特性对整车动力性的影响发动机的万有特性对整车经济性的影响变速箱档位数及速比对整车动力性、经济性的影响后桥速比对整车动力性、经济性的影响不同工况下动力系统的匹配要求动力系统匹配举例总结目录动力系统匹配的目的1、动力系统匹配的目的1）使整车的动力性及燃油经济性达到最佳2）符合行业标准及法规的要求（排放、油耗、噪音）3）满足传动系统的扭矩匹配、空间布置和重量要求1、动力系统匹配的目的1）使整车的动力性及燃油经济性达到最佳2、动力系统匹配指标体系1）动力性指标-最高车速-加速时间a)直接档加速时间b)起步连续换档加速时间-最大爬坡度2）经济性指标-等速百公里油耗-6或13工况油耗3）其它指标-加速/换档平顺性

-振动噪音2、动力系统匹配指标体系1）动力性指标3、影响整车动力性、经济性及其它性能的因素1）最高车速的衡量3、影响整车动力性、经济性及其它性能的因素1）最高车速的衡量2）影响最高车速的因素-列车（或单车）总重-发动机外特性-变速箱的速比-后桥主减速比-轮胎-滚动阻力系数-迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率2）影响最高车速的因素-列车（或单车）总重3)加速时间的衡量加速时间的衡量指标为：-直接档加速时间-原地起步连续换档加速时间3)加速时间的衡量加速时间的衡量指标为：-直接档加速时间4）影响加速时间的因素-列车（或单车）总重

-发动机外特性

-变速箱速比

-后桥主减速比

-轮胎

-滚动阻力系数

-迎风面积和风阻系数

-传动系统的传动效率

-传动系统转动惯量

-驾驶员4）影响加速时间的因素-列车（或单车）总5）最大爬坡度的衡量5）最大爬坡度的衡量6）最大爬坡度的影响因素-列车（或单车）总重-发动机外特性 -变速箱头档速比 -后桥主减速比-传动系统的传动效率6）最大爬坡度的影响因素-列车（或单车）7）等速百公里油耗的衡量7）等速百公里油耗的衡量8）等速百公里油耗的影响因素-列车（或单车）总重-发动机万有特性 -变速箱速比 -后桥主减速比 -轮胎-滚动阻力系数 -迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率8）等速百公里油耗的影响因素-列车（或单9）6或13工况油耗的衡量对于由等速、等加速、怠速停车等行使工况组成的循环，其整个试验循环的百公里燃油消耗量Qs[单位为L/100km]9）6或13工况油耗的衡量对于由等速、等加速、怠速停车等行10）6或13工况油耗的影响因素

-列车（或单车）总重-发动机万有特性 -变速箱速比 -后桥主减速比 -轮胎-滚动阻力系数 -迎风面积和风阻系数-传动系统的传动效率-6或13工况-驾驶员10）6或13工况油耗的影响因素-列车4、发动机的外特性对整车动力性的影响1点越高、越平、越靠近低转速区，爬坡性能越好2点越高，原地起步及连续换档加速时间越好3/4值越大，发动机的扭距储备越好，在行驶过程中换档少，平均车速高，换档舒适性好4、发动机的外特性对整车动力性的影响1点越高、越平、越靠近低5、发动机的万有特性对整车经济性的影响-1区(最低燃油消耗区)的面积越大越好-1区的宽度(发动机经济转速范围)越宽越好-整车行驶时的发动机工作点越靠近1区中心越好注：1区为发动机最低燃油消耗区▲i0:后桥速比3.8★i0:后桥速比4.42★▲★★★★★★▲▲▲▲▲▲15、发动机的万有特性对整车经济性的影响-1区(最低燃油消耗区6、变速器档位数对整车动力性、经济性的影响档位数增加可扩大速比范围；提高一挡速比减小速比级差档位分布密集提高爬坡度提高换档舒适性发动机集中工作在经济转速范围内，提高燃油经济性在爬坡度相同的基础上减小后桥速比，提高最高车速减少加速时间6、变速器档位数对整车动力性、经济性的影响档位数增加可扩大速变速器

++++++++ 16档，速比：15.39–0.85

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9档，速比：10.26–0.74

整车 典型重卡 总重49tons；轮胎滚动半径：0.522m后桥 16档箱匹配3.8速比，总传动比58.489档箱匹配5.1速比，总传动比：52.33发动机

340马力，欧3发动机 输出扭矩1700Nm变速器档位数对整车动力性、经济性的影响仿真试验参数 距离(km)

停车次数

Route8.2 250.4 12Route5 213.6 13FigeTest 29.5 4Highway 118.1 0模拟计算使用的工况变速器档位数对整车动力性、经济性的影响仿真试验参数 16档变速箱匹配3.8速比后桥，总传动比58.489档变速器匹配5.1速比后桥，总传动比52.330 20 40 60 80 100 120驱动轮上的牵引力[kN]9档箱，1档16档箱1档

16档变速箱9档变速箱

2001751501007550车速[km/h]爬坡度9档变速箱11909A16档变速箱16S1650变速器档位数对整车动力性的影响16档变速箱匹配3.8速比后桥，总传动比58.480 20 变速器档位数对加速时间的影响9档箱连续换档加速时间16档箱连续换档加速时间此积分面积代表由速度u1到速度u2的加速时间由于档位密布，积分面积减小实际操作中，由于驾驶员的因素无法保证理论分析的效果，但是对于AMT变速箱，可以按照理论的换档点进行换档，从而减少加速时间。变速器档位数对加速时间的影响9档箱连续换档加速时间16档箱连增加档位数，减小速比级差，使发动机集中工作在经济转速范围内，提高燃油经济性发动机的经济工作范围变速器档位数对整车经济性的影响档位数增加，发动机工作范围将更加集中在经济转速周围增加档位数，减小速比级差，使发动机集中工作在经济转速范围内，40306050Route8.2各种路况下的总油耗量不同路况下的燃油消耗对比Route5FIGECycle高速公路燃油消耗[l/100km]11909A9档16S165016档46.247.060.661.645.747.234.335.5-0.8-1.0-1.5-1.240306050Route8.2各种路况下的总油耗量不同路变速器档位数对百公里油耗的影响档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗档位，后备功率发动机的负荷率燃油消耗率百公里油耗同样的发动机，分别匹配9档变速箱和16档变速箱，同为65km/h车速在万有特性特性曲线上的工作点如上图所示9档变速箱16档变速箱在同样车速下，发动机发出的功率相同。220g/kw.h215g/kw.h变速器档位数对百公里油耗的影响档位，后备功率档位车速为65km/h时，16档变速箱切换为最高档车速为70km/h时，9档变速箱切换为最高档不同车速下百公里油耗比较50403020

燃油消耗量[l/100km]车速[km/h]20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1680Gear11909A9档变速箱16S165016档变速箱档位车速为65km/h时，16档变速箱切换为最高档不同车速下百公7、后桥速比对整车动力性、经济性的影响-图示后桥速比4.3点较好的兼顾动力性和经济性-图示后桥速比小于4.3时，燃油经济性稍有改善，但动力性有明显下降。-图示后桥速比大于4.