某輕型汽車部分零件動(dòng)力性匹配介紹

劉建文 李建飛

摘 要：汽車動(dòng)力性匹配這一動(dòng)力性方面的問(wèn)題，是汽車界中各大汽車廠以及汽車設(shè)計(jì)研究所等主要研究的重大科學(xué)問(wèn)題，是為了解決汽車?yán)硐牍ぷ魈匦詶l件與實(shí)際使用條件相適應(yīng)的重要課題。本文以改善該車的動(dòng)力性能為目的，是通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系擋數(shù)、各擋傳動(dòng)比及傳動(dòng)軸等主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，以確定最優(yōu)配置，從而達(dá)到學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的目的。通過(guò)對(duì)汽車實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到保證車輛動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的最佳配置，為車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有力的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力性;匹配;傳動(dòng)系統(tǒng)

1.引言

汽車在使用過(guò)程中，汽車的各項(xiàng)常規(guī)性能中最為基本的運(yùn)行特性之一就是汽車的動(dòng)力性能。現(xiàn)在的汽車無(wú)論是作為生活中的生產(chǎn)工具還是用作生活中的代步工具，其工作效率的高低均取決于其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。當(dāng)在運(yùn)行條件一定時(shí)，即氣候條件、道路狀況、地理位置及運(yùn)輸組織條件等，汽車行駛過(guò)程中的平均速度首要條件在于汽車的動(dòng)力性。顯然，汽車動(dòng)力性能相對(duì)于其他車越好，則汽車行駛過(guò)程中的平均行駛速度就越高，運(yùn)行效率也相應(yīng)的提高。因此汽車的動(dòng)力性能被汽車界的各個(gè)行業(yè)所重視

汽車界從事汽車匹配行業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)汽車動(dòng)力性能的指標(biāo)有著各不相同的方法。絕大部分的在用汽車在新車設(shè)計(jì)過(guò)程中便已確立其應(yīng)有的動(dòng)力性。在同類汽車之間比較動(dòng)力性，只能說(shuō)明汽車之間動(dòng)力性的差異，不能表示出汽車在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在的差異性。汽車動(dòng)力性的衰退是表明汽車技術(shù)狀況變差的征兆，主要體現(xiàn)于部件及零件的磨損、老化及其使用性能逐漸衰退等

2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

汽車的動(dòng)力性系指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。而汽車動(dòng)力性主要由：

（1）汽車的最高車速;

（2）汽車的加速時(shí)間;

（3）汽車的最大爬坡度;

這三個(gè)主要的方面來(lái)評(píng)定。但還需要兼顧汽車行駛的燃油消耗。

而進(jìn)行動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)試驗(yàn)時(shí)，各國(guó)規(guī)定的承載質(zhì)量是不一樣的，在我國(guó)為滿載，德國(guó)為半載，而美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定，有關(guān)排放等試驗(yàn)中轎車的承載質(zhì)量為2名體重68KG的成員。

早在上世紀(jì)70年代，國(guó)外的汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)始意識(shí)到，汽車行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出性能的優(yōu)良程度，絕大部分的問(wèn)題主要?dú)w咎于汽車動(dòng)力裝置匹配的是否合理。然而，由于電子科技工業(yè)的飛速發(fā)展，電子科技在汽車上得到了極大的應(yīng)用，汽車設(shè)計(jì)過(guò)程從以前的憑借著經(jīng)驗(yàn)去摸索，轉(zhuǎn)變到利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及軟件的應(yīng)用。視線回到國(guó)內(nèi)，在我國(guó)，由于國(guó)內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)水平相對(duì)于西方國(guó)家較為落后，在汽車動(dòng)力性研究方面起步較晚，匹配性設(shè)計(jì)業(yè)是在外國(guó)汽車工業(yè)的幫助下才開(kāi)始逐步建立起來(lái)。隨著時(shí)間飛逝，進(jìn)入上世紀(jì)80年代后，隨著對(duì)汽車設(shè)計(jì)逐步掌握，一些國(guó)內(nèi)的汽車企業(yè)的研發(fā)部門和在一些高校聯(lián)合，圍繞著汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，以及傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化控制和自動(dòng)變速器等方面進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成果。

3.主要參數(shù)的選定

3.1 傳動(dòng)系擋數(shù)及各擋傳動(dòng)比的選擇

不同的汽車在研發(fā)過(guò)程中，由于制造廠及市場(chǎng)定位的不同，汽車采用變速器也就自然而然的不同，因而檔位數(shù)不同。是因?yàn)槠囋谛旭傔^(guò)程中，由于駕駛員主觀能動(dòng)性的不同或地理位置不同，使得汽車在各個(gè)方面受到的外界影響因素不同，對(duì)汽車的性能要求都有各不相同之處。然而，汽車變速系統(tǒng)中傳動(dòng)比數(shù)目的多少及大小，都影響著汽車的各項(xiàng)性能。汽車的擋位數(shù)越多，汽車動(dòng)力性能以及燃油經(jīng)濟(jì)性能也越好。

從動(dòng)力性方面著手研究，變速器的檔位數(shù)量越多，就使得發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的功率在靠近最大功率處的機(jī)率大大增加，從而可以提升汽車的加速性能以及爬坡性能。擋數(shù)的選擇還應(yīng)考慮變速器內(nèi)各檔位上的傳動(dòng)比，比值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)動(dòng)力輸出造成不良影響。所以，在選擇過(guò)程中，一般憑借經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為各檔的傳動(dòng)比比值應(yīng)不大于1.7～1.8。

汽車傳動(dòng)各檔的傳動(dòng)比大體上是按等比分配的，按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的優(yōu)點(diǎn)如下：

a）變速器內(nèi)的各檔在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一特定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，上一檔位與下一檔位或與再后一檔位之間存在轉(zhuǎn)速重疊區(qū)域，換擋過(guò)程中離合器能夠結(jié)合平穩(wěn)，因此在加減檔過(guò)程中操縱性能較好;

b）汽車各檔位下均能獲得發(fā)動(dòng)機(jī)較高的功率輸出，汽車動(dòng)力性較好。由于變速器成比例的傳動(dòng)比分布，檔位數(shù)目提升空間大，便于構(gòu)造出副變速器，與主變速器相配合構(gòu)成檔位數(shù)較多的汽車變速系統(tǒng)。

3.2 傳動(dòng)軸的選擇

傳動(dòng)軸主要是用來(lái)傳遞動(dòng)力的，而動(dòng)力的傳遞主要靠傳動(dòng)軸兩端的萬(wàn)向節(jié)來(lái)承擔(dān)。由于汽車在行駛過(guò)程中，傳動(dòng)軸會(huì)高速旋轉(zhuǎn)，由于回轉(zhuǎn)零件都有共通的特點(diǎn)—在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的離心力，由于離心力的作用，傳動(dòng)軸在傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，因此傳動(dòng)軸在裝配的過(guò)程中要滿足動(dòng)平衡的要求，以防止造成不必要的損壞。

傳動(dòng)軸在成產(chǎn)的過(guò)程中，由于不同的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，因而加工方法也各不相同。而一般情況下，為了提高傳動(dòng)軸的抗扭強(qiáng)度與剛度，并為了減輕汽車總體質(zhì)量，傳動(dòng)軸一般都會(huì)做成空心狀態(tài)。對(duì)于一般的家用轎車以及乘用車而言，傳動(dòng)軸的制作常常采用厚度在1.5mm到3mm左右的合金鋼拆料，經(jīng)過(guò)多次的圈焊從而制成的。對(duì)于一些重型卡車或超重的拖車而言，一般的傳動(dòng)軸無(wú)法滿足重載的需求。因此，重型卡車生產(chǎn)廠通常采用的是用無(wú)縫鋼管來(lái)制作傳動(dòng)軸。然而，萬(wàn)事都有例外，對(duì)于微型車及斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋等特殊結(jié)構(gòu)的車型而言，傳動(dòng)軸也一般不用上述兩類，而是直接采用實(shí)心的鋼材制成。

本次設(shè)計(jì)時(shí)輕型車后驅(qū)4X2的汽車，因而選用圈焊制成的傳動(dòng)軸。

4.總結(jié)與展望

由于汽車動(dòng)力性匹配的技術(shù)范圍已經(jīng)不只囊括汽車，在其他機(jī)械上都有相似的技術(shù)正在運(yùn)作當(dāng)中，而在如今的汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中，匹配技術(shù)不僅要解決汽車動(dòng)力性問(wèn)題，也要解決汽車耗油量及排放等能源環(huán)保問(wèn)題，所以說(shuō)，動(dòng)力性匹配技術(shù)只要有機(jī)械的存在就不會(huì)消磨，而會(huì)朝著節(jié)能減排等方向進(jìn)一步深化，達(dá)到人類自然和諧相處的地步。

（作者單位：1.贛州市大余縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校;2.瑞金中等專業(yè)學(xué)校）