【正文】 （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，各檔均達到發(fā)動機最大功率轉(zhuǎn)速n2才換入到高一檔位，因。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。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。這樣，操作比較方便、發(fā)動機工作全面。（2）現(xiàn)作如下推算：一檔終了時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為n2，對應(yīng)車速Va1= 換上二檔后，發(fā)動機轉(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。這樣，使離合器平順無沖擊地進行了嚙合。當(dāng)?shù)竭_發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速n2點時，車速達到Va1，這時車速Va1正好與二檔發(fā)動機最大扭矩轉(zhuǎn)速n1時的車速相對應(yīng)。圖52就是換檔的“路線”示意圖。由高檔換低檔，如爬坡時，汽車逐漸減速，必須在降至發(fā)動機最大扭矩點時，換入低檔。（1）汽車在行駛中的換檔操作過程是在發(fā)動機額定功率點與最大扭矩點之間發(fā)生的。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）。所以檔數(shù)增多可使經(jīng)濟性能和動力性能都得到改善。從動力性而言，檔數(shù)多可增加發(fā)動機在最大功率附近工作的機會，提高汽車的加速與爬坡的動力性能。汽車傳動系變速箱檔數(shù)與各檔速比的選擇。ik1對于一般貨車，為了能充分發(fā)揮發(fā)動機的扭矩，可改變驅(qū)動橋的軸負荷，提高Z值，使地面附著力增大或調(diào)整傳動比。如果Z即：地面附著力必須大于最大驅(qū)動力Pkmax。W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。fio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。要求的最大爬坡度1=，=。最小總傳動比itmin與Domax有下列關(guān)系：Domax=（－ Va2）/W式中：Mmax發(fā)動機最大扭矩（NM）itmin最小總傳動比Va最高檔時發(fā)動機最大扭矩轉(zhuǎn)速（nM）所對應(yīng)的車速（5） 發(fā)動機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)濟性損失不大，如上述結(jié)論（2）。（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。③當(dāng)itmin=，發(fā)動機功率曲線位于曲線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。②當(dāng)itmin=，發(fā)動機功率曲線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，它尚有潛力克服較大道路阻力而不換低檔，但經(jīng)濟性往往變差，這是因為其后備功率較大，發(fā)動機總的負荷率必然較低，影響經(jīng)濟性。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)動機功率曲線2的最大功率點相交，此時V2max=91Km/h，發(fā)動機最大功率為80Kw（2800 r/min），而裝用另外兩種最小總傳動比（）時，其發(fā)動機功率曲線與阻力功率曲線均不與發(fā)動機最大功率點相交，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)動機最大功率，則汽車的最高車速最大。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)動機功率曲線，由于總傳動比的不同，發(fā)動機轉(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。（3）事實上最高車速Vmax與發(fā)動機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。假如汽車最高車速Vmax設(shè)定在發(fā)動機最大功率點以上，一般取大于10%，則：itmin = 上述假定并未考慮發(fā)動機的功率大小和道路阻力。（2）最小總傳動比的選擇應(yīng)該以達到設(shè)計規(guī)定的最高車速Vmax為目標。io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=ikmin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。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)動機的性能來考慮，例如適當(dāng)降低發(fā)動機額定功率或扭矩，以便提高常用工況下的負荷率，或者設(shè)法調(diào)整發(fā)動機萬有特性曲線中的低比油耗經(jīng)濟區(qū)使它向較低負荷區(qū)靠攏，從而使常用工況的經(jīng)濟性得到改善。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。所以對新開發(fā)的汽車而言，必須保證這具足夠的發(fā)動機功率。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)濟效益。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。通過多裝并帶拖掛，使超載量達100%或更多。關(guān)于汽車超載。如果負荷率太高，雖然可以使發(fā)動機在經(jīng)濟區(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”。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。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行細致的記錄和整理，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。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，這都嚴重影響燃料消耗量。（2）如果采用主傳動比io=，在30 Km/h直接檔行駛時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為962 r/min，發(fā)動機工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，就需要采用四檔。ge從萬有特性圖中工況點所處比油耗曲線上獲得（見圖41b）。Peg100 = 表44主傳動比io變速箱速比ik車速(Km/h)對應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r/min)行駛中氣缸平均有效壓力Pe(Kpa)工況點在曲線圖中所處比油耗汽車行駛中百公里油耗量g100圖41b中的工況點重量(kg/100Km)容積(L/100Km)140128438223114018502712724140135236223324019502572755140142034523534020482452856以上計算均按以下公式：并見圖41b上的工況點。、并分別用五檔及四檔兩種變速箱速比進行行駛。同時城市公交汽車的變速箱也沒有必要采用超速檔。此外，城市公交車由于離合器工作過于頻繁，應(yīng)盡可能降低發(fā)動機起步時的扭矩，從而可提高離合器磨擦盤的壽命，采用大的主傳動比io后，對發(fā)動機而言，就可以降低起步時的發(fā)動機輸出扭矩，給離合器起保護作用。特別是增壓柴油機低速動力性較差，更需要進行合理匹配。因此為了汽車保證動力性和經(jīng)濟性，合理選擇城市公交汽車的主傳動比io，是值得研究的。城市公交汽車的使用特點是：在山區(qū)行駛的汽車，其變速箱上就沒有必要采用超速檔。建立一種經(jīng)濟車速（單純從節(jié)油考慮）和實用車速（從燃油經(jīng)濟性和生產(chǎn)率結(jié)合一起考慮）的概念。因此不同地區(qū)、不同使用條件、不同車速和不同負荷系數(shù)下的每百公里的燃油耗量是相差很大的。與平原地區(qū)相比，汽車在山區(qū)行駛，車速低、負荷大，行駛一百公里需要較長時間，而且使用低檔和換檔的頻次也高（據(jù)統(tǒng)計，有的地區(qū)直接檔利用率只占60%左右），一般概念認為在山區(qū)行駛的汽車其百公里油耗要比平路行駛高出50%左右。但當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速相同時，用較大功率工作，其百公里油耗增加較少。一般載重車用四檔已很難行駛，而只能用三檔行駛，這時車速相應(yīng)下降，而發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速提高，百公里油耗急劇上升。不過，顯然它尚有潛力能克服較大一些的坡度，可減少換檔次數(shù)。用io=， Kg/h，比io= Kg/h，原因是它們在50 Km/h車速下的工況點已進入發(fā)動機最經(jīng)濟區(qū)，并用直接檔行駛。不過由于處在第四檔，后備動力較大，它尚能克服較大坡度，而不需換檔。結(jié) 論：b）當(dāng)io=，可采用直接檔ik=1，在相同道路條件及車速50 Km/h下行駛，這時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為n = = 1690 r/min（在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)） N發(fā)動機Pe = = 1057 Kpa百公里消耗g100 = 11057208 = Kg/100 Km見圖41b中阻力曲線2，工況點b。那末它們的經(jīng)濟性怎樣呢？現(xiàn)作如下計算，并見圖。現(xiàn)舉例加以說明：如果某車在山區(qū)行駛，要求行駛車速為50 Km/h，則從動力因數(shù)來標定，主傳動比io=，用直接檔已經(jīng)不能行駛而必須采用四檔（ik4=），而對于主傳動比加大后的汽車，其io= Km/h車速行駛。此外，主傳動比io加大后，各檔的動力因素也相應(yīng)增大。表42發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）變速箱速比主傳動比車 速Va（Km/h）對應(yīng)發(fā)動機經(jīng)濟區(qū)的車速1200140016001800200022002400260027002900i0=ik5=1ik4=i0=ik5=1ik4=i0=ik5=1ik4=43發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）ikio動 力 因 數(shù)1200140016001800200022002400260027002900111主傳動比io加大后，經(jīng)濟車速下降，可見表42。~~，這種改進在使用中已取得了明顯效果。如果在綜合性路面上行駛，則就要求高低速都能兼顧，應(yīng)擴大總傳動比的范圍。對山區(qū)行駛并帶掛車的汽車就應(yīng)采用較大的主傳動比。以便供不同地區(qū)使用的汽車進行選用。這是保證汽車經(jīng)濟性和動力性的重要基本條件。多坡道、載重汽車 50~60Km/h 因此合理地選擇和調(diào)整汽車驅(qū)動橋的主轉(zhuǎn)動比io，使汽車大多數(shù)時間變速箱能用高檔或直接擋行駛，而且使常用車速所對應(yīng)的發(fā)動機工況（包括轉(zhuǎn)速和負荷率）均處在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)運行，顯然這對提高汽車經(jīng)濟性是十分必要的。城市公交汽車 30~45Km/h 山 區(qū) 40~60Km/h 汽車在不同地區(qū)和不同使用條件下行駛的燃料經(jīng)濟性。說明經(jīng)濟性和動力性有一定矛盾。d）結(jié)論：（1） 使用超速擋，可以改善汽車經(jīng)濟性。ik）沒有變化，ik減少了，因而Pe加大了，即采用超速擋后在原有車速下（Va=）必須加大油門，見圖41a，由A點移至點，負荷率增加了，但比油耗率下降了，點所處的比油耗為221g/Kw因此在變速箱上增加第六擋，即一個超速擋，汽車經(jīng)濟性將得到改善?，F(xiàn)用上述圖41a的汽車萬有特性圖為例，把A點從發(fā)動機轉(zhuǎn)速2200r/min移到1800r/min，使它進入最低比油耗區(qū)。ge可知，如果保持（ikik最常見的例子，就是變速箱由原來的5擋增至6擋，增加一個速比小于的超速擋。見圖42，如果在車速相同均為Va的情況下，采用不同速比，就可以改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速在n1時，顯然它的工況點不在發(fā)動機的油