传动系速比的选择

荻然

3.5.1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。
从图1-4—1中可以看出，有三条不同io值的功率曲线与平直路上的行驶阻力功率曲线，从两方面对该图进行分析。
首先分析最高车速。图1—4—1中可以看出
功率曲线2与阻力曲线相交在最大功率点上，即最高车速等于最大功率点的车速。而功率曲线1和3与阻力曲线的交点所确定的最高车速均在曲线2的交点之前，这说明只有交点在最大功率点上时，最高车速才是最大的。
但从后备功率角度考虑，曲线1的后备功率小，而燃料经济性比较好，发动机功率利用率高。曲线3则相反，造成汽车有劲而跑不快，经济性较差。过去由于道路条件较差，最高车速不易太高，所以都选择曲线2或曲线3，而近代汽车越来越选择曲线2至曲线1这一范围，即注重高速和节能。当然在高速行驶时，也要有一定的动力性，既保证最高档的动力因数 ，同时也要考虑最高档时的最低稳定车速不要太高，否则在市区行驶时会造成经常换档。最低稳定车速，对于汽油车10km/h～15km/s，柴油车20 km/h～25 km/h,汽油机350r/min～500r/min，柴油机650r/min～850r/min。
3.5.2最大传动比的选择
最大传动比为变速器的头档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。此时变速器最大速比     
式中   ——最大爬坡角度， ；
——车轮滚动半径，m；
    心取1．0则如•i。’i‘
求出 以后，再验算一下附着条件，牵引力不应大于附着力
式中   ——最大牵引力，N；
     ——附着力，N；  
     --驱动桥质量，kg；
——附着系数，取 ＝0.7。
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，此时的最大速比为

式中
——发动机最低稳定转速，r/min；
对于汽油机 ＝350 r/min～500 r/min；
对于柴油机 ＝650 r/min～850 r/min；
——汽车最低稳定车速，km／h。
3.5.3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1．7～1．8，太大时换档困难，所以在最大传动比与最小传动比值越大，则档位数也应增多。而档位多的变速器即7个前进档时，其变速器的结构，特别是操纵机构帱会很复杂，所以有的车辆就采用增加前置或后置式副变速器的办法来解决此矛盾。如需要全轮驱动，可以增设两档的分动器。

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关于传动系速比的选择以及最小传动比确定的问题，专业上需要精细分析。针对整车传动系的最小传动比选择，主要考虑因素为最高车速和功率平衡。在载货汽车中，当变速器的最高档设定时，最小总传动比通常与驱动桥的主减速比对应。若存在超速档、副变速器或分动器，最小传动比则为各部件速比乘积。图1-4-1中的功率曲线与行驶阻力功率曲线交点，决定了最高车速。其中，功率曲线2与阻力曲线交于最大功率点，即为最高车速所对应的最大功率点。而其它功率曲线与阻力曲线的交点所确定的最高车速较低。因此，在选择最小传动比时，需确保交点位于最大功率点附近，以优化燃油经济性和行驶性能。同时，还需结合车辆具体参数和使用环境进行调整。

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针对传动系速比的选择，特别是最小传动比的选择，其关键要素在于确保整车的最高车速与其功率之间的平衡。对于载货汽车，最小传动比通常由驱动桥的主减速比来确定。考虑到超速档或副变速器等额外因素，其最小传动比应为各部件速比的乘积。在图1-4-1中，不同io值的功率曲线与行驶阻力曲线交互影响最高车速的选择。只有当功率曲线与阻力曲线在最大功率点相交时，最高车速才能达到最优状态。若交点偏离最大功率点，将影响车辆的性能表现。因此，合理的最小传动比选择是确保车辆性能的关键。在实际应用中，工程师需要根据车辆的实际情况和需求进行细致的权衡与选择。