【正文】 egege從萬有特性圖中工況點所處比油耗曲線上獲得（見圖41b）。其中：V= r= η=~ Pk=Ff+FW=+= N 柴油比重=結(jié) 論：（1）主傳動比io加大后，在相同車速下百公里油耗上升。（2）如果采用主傳動比io=，在30 Km/h直接檔行駛時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為962 r/min，發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，就需要采用四檔。（3）根據(jù)在北京地區(qū)的使用調(diào)查，某柴油機(jī)裝在北京公交汽車上（采用解放牌汽車的底盤），平均百公里油耗為23 L/100 Km左右，與表44中數(shù)據(jù)相比，雖有一定差距，但差距不大，說明計算有一定實用性。必須指出：汽車在運行中的工況是很復(fù)雜的，由于道路條件、交通狀況、上坡下坡、加速減速、怠速、剎車、滑行、起步換檔加速等等，油門開度變化頻繁，這都嚴(yán)重影響燃料消耗量。所以上述單純假定汽車在等速行駛所求得燃油消耗量畢竟不能反映的真實情況，因此計算只能起參考作用。值得提出的是：要重視對汽車常用工況的研究，因為不論在什么條件下，汽車多數(shù)時間是按常用工況運行的，因此首先要做的工作是工況調(diào)查，通過大量的工況調(diào)查，對車速、檔位、油門開度及其變化過程進(jìn)行細(xì)致的記錄和整理，然后利用概率統(tǒng)計的方法，求出常用工況的具體參數(shù)，從而可以求出發(fā)動機(jī)的對應(yīng)常用工作轉(zhuǎn)速n1—n2，以及功率范圍N1—N2，或氣缸平均有效壓力Pe1—Pe2。把這些參數(shù)標(biāo)在汽車或發(fā)動機(jī)的萬有特性圖上就可以看出常用工況是否與發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)接近，然后就可采取措施，改變傳動比，使常用工況與經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)接近或重合，這樣就可獲得較好的汽車行駛的燃料經(jīng)濟(jì)性。同時可為燃油消耗量的推算和預(yù)測提供充分的依據(jù)，這種工作方法肯定是有實際意義的，見圖43，A→B。通過工況調(diào)查進(jìn)一步可以發(fā)出：常用工況下發(fā)動機(jī)負(fù)荷率的大小（負(fù)荷率=使用功率/該轉(zhuǎn)速下能發(fā)出的最大功率），如果負(fù)荷率太小，則說明發(fā)動機(jī)功率過剩，最高檔時動力因數(shù)過大，就很難使發(fā)動機(jī)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)運行，這尤如“大馬拉小車”。如果負(fù)荷率太高，雖然可以使發(fā)動機(jī)在經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)運行，但沒有足夠的后備功率，難以滿足車輛動力特性的要求，這尤如“小馬拉大車”。出現(xiàn)這兩種情況，說明發(fā)動機(jī)功率與汽車總重之間沒有得到合理的匹配，因此汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性兩者無法得到兼顧。關(guān)于汽車超載。超載是典型的“小馬拉大車”現(xiàn)象，例如我國產(chǎn)煤地區(qū)拉煤的載重車，其超載現(xiàn)象是十分普遍而嚴(yán)重的。通過多裝并帶拖掛，使超載量達(dá)100%或更多。為了解決這種車輛的動力性，主要措施就是加大驅(qū)動橋的主傳動比io，從而增大驅(qū)動力Pk，使車速下降。不過，由于這種地區(qū)的路面較差，原有車速也不高，因此損失不大。其次是百公里油耗量必然明顯上升，但是從汽車的載貨量來衡量，則每噸百公里油耗率可不同程度取得降低。汽車每噸（載貨量）百公里油耗就是g100t=g100/t（t即載貨量），是汽車運輸部門考評運輸成本的重要依據(jù)之一，在不考慮汽車損壞率的情況下，超載無疑會帶來經(jīng)濟(jì)效益。但是對于行駛在忍受好路面上的載重車來說，由于交通法規(guī)的要求，車速不能太低，特別是在高速公路上行駛，必須追求高速化，從而百公里油耗也能相應(yīng)降低。所以對新開發(fā)的汽車而言，必須保證這具足夠的發(fā)動機(jī)功率。關(guān)于功率過剩。試圖單純通過調(diào)整傳動國比的途徑來解決“大馬拉小車”的矛盾是不可能的。功率過大說明汽車具有很大的動力因數(shù)，在良好路面上能達(dá)到很高的車速和很強(qiáng)的加速能力。但是如果使用中并不需要這種過大的動力性能，則應(yīng)從調(diào)整發(fā)動機(jī)的性能來考慮，例如適當(dāng)降低發(fā)動機(jī)額定功率或扭矩，以便提高常用工況下的負(fù)荷率，或者設(shè)法調(diào)整發(fā)動機(jī)萬有特性曲線中的低比油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)使它向較低負(fù)荷區(qū)靠攏，從而使常用工況的經(jīng)濟(jì)性得到改善。通過對燃油泵供油量和性能的調(diào)整，柴油機(jī)可有幾種不同功率或扭矩的品種，就是為了滿足這方面的需要。五 汽車傳動比的選擇汽車最小總傳動比itmin的選擇（1）汽車經(jīng)常在高速檔行駛，使用最小總傳動比的時間最為頻繁，因此確定最小總傳動比是十分重要的。在不帶分動箱的情況下，總傳動比為：it=ikio式中：ik 變速箱某檔速比 io 驅(qū)動橋主傳動比當(dāng)變速箱處在最高檔、速比為ikmin時，最小總傳動比為：itmin=ikminio式中：以直接檔為最高檔時，ikmin=1以超速檔為最高檔時，ikmin1~，所以求出itmin后，io也相應(yīng)產(chǎn)生了。（2）最小總傳動比的選擇應(yīng)該以達(dá)到設(shè)計規(guī)定的最高車速Vmax為目標(biāo)。如果單純從汽車傳動比來考慮，已知發(fā)動機(jī)的最大（額定）功率轉(zhuǎn)速為ne，要求的最高車速為Vmax，假定Vmax對應(yīng)在發(fā)動機(jī)最大功率點上，即Vmax= ，故itmin= 。假如汽車最高車速Vmax設(shè)定在發(fā)動機(jī)最大功率點以上，一般取大于10%，則：itmin = 上述假定并未考慮發(fā)動機(jī)的功率大小和道路阻力。必須指出：汽車的最高車速除傳動比外，還取決于發(fā)動機(jī)的功率，如果沒有足夠的功率和動力因數(shù)，則上述最小傳動比不可能發(fā)揮效用，掛上最高檔后，車速是上不去的。（3）事實上最高車速Vmax與發(fā)動機(jī)的功率性能曲線以及道路條件有密切關(guān)系，因此往往需要用作圖法求取，這可見“動力計算”一章中的實例?，F(xiàn)作如下討論：圖51是汽車行駛中的功率平衡圖，橫座標(biāo)為汽車行駛速度（Km/h），縱座標(biāo)為發(fā)動機(jī)功率和行駛阻力功率。下方為汽車在平路上的行駛阻力功率曲線，上方是在三種不同最小總傳動比下的發(fā)動機(jī)功率曲線，由于總傳動比的不同，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與車速之間的對應(yīng)關(guān)系就存在差異，因此總傳動比大的功率曲線3處在左邊，總傳動比小的功率曲線1處在右邊，總傳動比中間的功率曲線2居中?，F(xiàn)舉例說明，見圖51。假定某汽車當(dāng)最小總傳動比itmin=，阻力功率曲線正好與發(fā)動機(jī)功率曲線2的最大功率點相交，此時V2max=91Km/h，發(fā)動機(jī)最大功率為80Kw（2800 r/min），而裝用另外兩種最小總傳動比（）時，其發(fā)動機(jī)功率曲線與阻力功率曲線均不與發(fā)動機(jī)最大功率點相交，而且V1max及V3max均小于V2max，所以可得出如下結(jié)論：①當(dāng)itmin=，使V2max時的阻力功率等于發(fā)動機(jī)最大功率，則汽車的最高車速最大。這說明：只有當(dāng)某一傳動比使發(fā)動機(jī)功率曲線與阻力功率曲線相交在發(fā)動機(jī)額定（最大）功率點上時才能使汽車達(dá)到最高車速。②當(dāng)itmin=，發(fā)動機(jī)功率曲線3位于曲線2的左邊，V3max小于V2max，但汽車的后備功率較大，即動力性能有所加強(qiáng)，它尚有潛力克服較大道路阻力而不換低檔，但經(jīng)濟(jì)性往往變差，這是因為其后備功率較大，發(fā)動機(jī)總的負(fù)荷率必然較低，影響經(jīng)濟(jì)性。合理的選擇是：最高車速時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速比發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速高10%左右。③當(dāng)itmin=，發(fā)動機(jī)功率曲線位于曲線2的右面，V1max仍小于V2max，同時這時汽車的后備功率減小，即汽車的動力性能比itmin=，不利于爬坡，一遇外界阻力時，必須換入低檔。不過，雖然其最高車速較低，后備功率也較低，但發(fā)動機(jī)總的使用負(fù)荷率較高，燃料經(jīng)濟(jì)性一般就較好，然而Vmax時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不應(yīng)比最大功率時的轉(zhuǎn)速ne低得過多，否則，使最高檔的利用率降低，需要經(jīng)常換至較低檔才能克服外界阻力，反而使經(jīng)濟(jì)性能有所下降，同時使動力性能進(jìn)一步惡化，所以選用過小的總傳動比是不可取的。（4）在選擇最小總傳動比時同時應(yīng)考慮汽車最高檔時的爬坡能力和加速能力，即應(yīng)具有足夠的最高檔的最大動力因素Domax。表21給出了各種汽車應(yīng)有的Domax的值。最小總傳動比itmin與Domax有下列關(guān)系：Domax=（－ Va2）/W式中：Mmax發(fā)動機(jī)最大扭矩（NM）itmin最小總傳動比Va最高檔時發(fā)動機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速（nM）所對應(yīng)的車速（5） 發(fā)動機(jī)的額定功率及額定轉(zhuǎn)速確定以后，itmin的最終選定應(yīng)使經(jīng)濟(jì)性能和動力性能都得到兼顧，所以一般就取最高車速Vmax處在比發(fā)動機(jī)額定功率轉(zhuǎn)速高10%的轉(zhuǎn)速點上，即保留一定的功率儲備，同時經(jīng)濟(jì)性損失不大，如上述結(jié)論（2）。（6） 汽車的最小總傳動比的范圍：對于載重車為5~7，轎車為3~6。1=，=。汽車最大總傳動比itmax的選擇選擇汽車最大總傳動比時，應(yīng)考慮三方面問題：要求的最大爬坡度頭檔最大扭矩時的地面附著力汽車最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（1）對于不帶分動箱的汽車來說，最大總傳動比itmax是變速箱頭檔速比ik1與驅(qū)動橋主傳動比io的乘積。即：itmax=ik1io如果io已知，則選擇itmax也就是選擇（變速箱一檔速比）了ik1。汽車上坡時車速低，空氣阻力可以忽略不計，則汽車的最大驅(qū)動力應(yīng)為：Pkmax≥Ff+Fimax，即 ≥Wfcosαmax+Wsinαmax=（fcosαmax+sinαmax）W=ψmaxW故ik1≥……①式中：W汽車總重（N） f道路滾動阻力系數(shù) αmax要求的能爬最大坡度的坡角ψmax = fcosαmax+sinαmax爬坡時道路最大阻力系數(shù)Mmax發(fā)動機(jī)發(fā)出的最大扭矩有的汽車規(guī)定在滿載時用一檔要求能越過30%的坡度。（2）求出ik1后，還應(yīng)按下式驗算道路地面附著力。即：地面附著力必須大于最大驅(qū)動力Pkmax。即： ……②式中：Z為各驅(qū)動輪在地面上的法向反作用力之和，可以實測求得或計算（N） 為道路附著系數(shù)，~。如果Z小于Pkmax，則發(fā)動機(jī)發(fā)出最大扭矩時，輪胎在地面上邊驅(qū)動邊滑轉(zhuǎn)。對于一般貨車，為了能充分發(fā)揮發(fā)動機(jī)的扭矩，可改變驅(qū)動橋的軸負(fù)荷，提高Z值，使地面附著力增大或調(diào)整傳動比。（3）最低穩(wěn)定車速。ik1io= 式中：nmin發(fā)動機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（r/min） Vamin汽車最低穩(wěn)定車速，按使用要求選取汽車的最大總傳動比itmax，載重車為35~50，轎車為12~18，而itmax/itmin，載重車為6~8，轎車為3~4，某汽車的傳動系參數(shù)itmax==，itmax/itmin=。汽車傳動系變速箱檔數(shù)與各檔速比的選擇。變速箱的檔數(shù)取決于使用條件。從動力性而言，檔數(shù)多可增加發(fā)動機(jī)在最大功率附近工作的機(jī)會，提高汽車的加速與爬坡的動力性能。就經(jīng)濟(jì)性而言，檔數(shù)增多即可使汽車較大部分時間在發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，降低了使用油耗。所以檔數(shù)增多可使經(jīng)濟(jì)性能和動力性能都得到改善。轎車一般采用四檔，~10T中型卡車多數(shù)采用五檔，總重10T以上重型卡車多數(shù)采用六檔或更多的（以上均不包括倒檔）。檔位增多，使變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作也不方便，因此載重車常用一般為六檔（重型牽引車變速器的檔位數(shù)為10左右）。選定了itmax及itmin，并確定了變速箱的檔數(shù)，就可根據(jù)汽車的性能要求，選擇變速箱中間其他各檔的速比，選擇原則一般按下列基點考慮。（1）汽車在行駛中的換檔操作過程是在發(fā)動機(jī)額定功率點與最大扭矩點之間發(fā)生的。即由低檔換至高檔時，先將汽車加速至發(fā)動機(jī)額定功率點，然后經(jīng)過空檔進(jìn)入高一檔。由高檔換低檔，如爬坡時，汽車逐漸減速，必須在降至發(fā)動機(jī)最大扭矩點時，換入低檔。換高檔時假定換檔在瞬間完成，汽車的速度保持不變，即第Ⅰ檔終了的車速應(yīng)與第Ⅱ檔開始的車速相等，第Ⅱ檔終了的車速應(yīng)與第Ⅲ檔開始的車速相等，其他檔依此類推（實際上換高檔時車速也是要下降的，換檔時車速越高，則下降越多）。圖52就是換檔的“路線”示意圖。汽車先用一檔起步，車速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速按一檔的速比沿OA方向上升和前進(jìn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速n2點時，車速達(dá)到Va1，這時車速Va1正好與二檔發(fā)動機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速n1時的車速相對應(yīng)。換檔時離合器脫開瞬間，汽車因慣性基本上仍以Va1前進(jìn)，而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速因松油門而下降至n1，這時車速Va1與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n1時所對應(yīng)的二檔車速Va2相等。這樣，使離合器平順無沖擊地進(jìn)行了嚙合。見圖52。（2）現(xiàn)作如下推算：一檔終了時發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速為n2，對應(yīng)車速Va1= 換上二檔后，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至n1，這時的車速Va2應(yīng)與Va1相等，即：Va2==Va1= 故n1/ik2=n2/ik1 或 ik1/ik2=n2/n1這樣，離合器才能無沖擊地平順嚙合。同樣，在二檔終了時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升至n2，換三檔時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速仍降至n1，則發(fā)動機(jī)始終在同一轉(zhuǎn)速范圍n1~n2之間工作。這樣，操作比較方便、發(fā)動機(jī)工作全面。顯然，速比如果按等比級數(shù)分配就可以實現(xiàn)這一點。即：ik1/ik2=ik2/ik3=ik3/ik4……=ik(n－1)/ikn=n2/n1設(shè)n2/n1=S，而且變速箱具有n個檔，重疊相乘，ik1/ik2ik2/ik3ik3/ik4……ik(n－1)/ikn=Sn1得：ik1/ikn=Sn1，故這就是最高檔速比與第一檔速比的大致關(guān)系式。（3）如果上式應(yīng)用于五檔變速箱，五檔為直接檔，即ik5=1時，則， ∴ ik1=S4∵ik1/ik2=(ik1)1/4， ∴ ik2=ik1/ik11/4=ik13/4=S3∵ik2/ik3=ik13/4/ik3=ik11/4 ∴ ik3=ik13/4/ik11/4=ik11/2=S2∵ik3/ik4=ik11/2/ik4=ik11/4 ∴ ik4=ik11/2/ik11/4=ik11/4=S顯然，ik1=S4；ik2=S3；ik3=S2；ik4=S；ik5=1；而S=n2/n1，這是簡單的等比級數(shù)（但這僅是一種假定，實際情況并不完全符合）。如果應(yīng)用于六檔變速箱，第六檔為超速檔，ik61，第五檔為直接檔ik5=1，則：ik5/ik6=S，ik6=1/S不過，這樣算出來的超速檔速比往往偏小，不宜采用，因為超速檔傳動比的選擇常不是從有利于加速性能出發(fā)，而是從汽車在平直路面上維持合理最高車速和降低燃油消耗為目的。~。（4）采用等比級數(shù)選擇變速箱各檔速比的優(yōu)點，除了換檔時能使離合器平順接合而無沖擊外，還可以使汽車發(fā)動機(jī)的特性更好地與汽車動力性的要求相互匹配，即：加速過程中油門全開，各檔均達(dá)到發(fā)動機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速n2才換入到高一檔位