某轻型汽车部分零件动力性匹配介绍

刘建文 李建飞

摘 要：汽车动力性匹配这一动力性方面的问题，是汽车界中各大汽车厂以及汽车设计研究所等主要研究的重大科学问题，是为了解决汽车理想工作特性条件与实际使用条件相适应的重要课题。本文以改善该车的动力性能为目的，是通过对传动系挡数、各挡传动比及传动轴等主要参数进行设计选型，以确定最优配置，从而达到学习与创新的目的。通过对汽车实现对车辆传动系统参数的优化设计，以达到保证车辆动力性能和燃油经济性的最佳配置，为车辆传动系统的设计提供有力的参考依据。

关键词：动力性;匹配;传动系统

1.引言

汽车在使用过程中，汽车的各项常规性能中最为基本的运行特性之一就是汽车的动力性能。现在的汽车无论是作为生活中的生产工具还是用作生活中的代步工具，其工作效率的高低均取决于其运转效率。当在运行条件一定时，即气候条件、道路状况、地理位置及运输组织条件等，汽车行驶过程中的平均速度首要条件在于汽车的动力性。显然，汽车动力性能相对于其他车越好，则汽车行驶过程中的平均行驶速度就越高，运行效率也相应的提高。因此汽车的动力性能被汽车界的各个行业所重视

汽车界从事汽车匹配行业的人员来说，评价汽车动力性能的指标有着各不相同的方法。绝大部分的在用汽车在新车设计过程中便已确立其应有的动力性。在同类汽车之间比较动力性，只能说明汽车之间动力性的差异，不能表示出汽车在结构设计方面存在的差异性。汽车动力性的衰退是表明汽车技术状况变差的征兆，主要体现于部件及零件的磨损、老化及其使用性能逐渐衰退等

2.国内外研究现状及发展趋势

汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。而汽车动力性主要由：

（1）汽车的最高车速;

（2）汽车的加速时间;

（3）汽车的最大爬坡度;

这三个主要的方面来评定。但还需要兼顾汽车行驶的燃油消耗。

而进行动力性评价指标试验时，各国规定的承载质量是不一样的，在我国为满载，德国为半载，而美国环境保护局（EPA）规定，有关排放等试验中轿车的承载质量为2名体重68KG的成员。

早在上世纪70年代，国外的汽车研发机构开始意识到，汽车行驶过程中发动机的输出性能的优良程度，绝大部分的问题主要归咎于汽车动力装置匹配的是否合理。然而，由于电子科技工业的飞速发展，电子科技在汽车上得到了极大的应用，汽车设计过程从以前的凭借着经验去摸索，转变到利用计算机技术及软件的应用。视线回到国内，在我国，由于国内技术生产水平相对于西方国家较为落后，在汽车动力性研究方面起步较晚，匹配性设计业是在外国汽车工业的帮助下才开始逐步建立起来。随着时间飞逝，进入上世纪80年代后，随着对汽车设计逐步掌握，一些国内的汽车企业的研发部门和在一些高校联合，围绕着汽车动力传动系统建立数学模型，以及传动系统优化控制和自动变速器等方面进行了大量的研究，并取得了一定的成果。

3.主要参数的选定

3.1 传动系挡数及各挡传动比的选择

不同的汽车在研发过程中，由于制造厂及市场定位的不同，汽车采用变速器也就自然而然的不同，因而档位数不同。是因为汽车在行驶过程中，由于驾驶员主观能动性的不同或地理位置不同，使得汽车在各个方面受到的外界影响因素不同，对汽车的性能要求都有各不相同之处。然而，汽车变速系统中传动比数目的多少及大小，都影响着汽车的各项性能。汽车的挡位数越多，汽车动力性能以及燃油经济性能也越好。

从动力性方面着手研究，变速器的档位数量越多，就使得发动机所输出的功率在靠近最大功率处的机率大大增加，从而可以提升汽车的加速性能以及爬坡性能。挡数的选择还应考虑变速器内各档位上的传动比，比值过高或过低都会对动力输出造成不良影响。所以，在选择过程中，一般凭借经验认为各档的传动比比值应不大于1.7～1.8。

汽车传动各档的传动比大体上是按等比分配的，按等比级数分配传动比的优点如下：

a）变速器内的各档在发动机达到某一特定的转速范围内，上一檔位与下一档位或与再后一档位之间存在转速重叠区域，换挡过程中离合器能够结合平稳，因此在加减档过程中操纵性能较好;

b）汽车各档位下均能获得发动机较高的功率输出，汽车动力性较好。由于变速器成比例的传动比分布，档位数目提升空间大，便于构造出副变速器，与主变速器相配合构成档位数较多的汽车变速系统。

3.2 传动轴的选择

传动轴主要是用来传递动力的，而动力的传递主要靠传动轴两端的万向节来承担。由于汽车在行驶过程中，传动轴会高速旋转，由于回转零件都有共通的特点—在高速旋转时会产生较高的离心力，由于离心力的作用，传动轴在传动时会产生剧烈的振动，因此传动轴在装配的过程中要满足动平衡的要求，以防止造成不必要的损坏。

传动轴在成产的过程中，由于不同的厂家生产的产品不同，因而加工方法也各不相同。而一般情况下，为了提高传动轴的抗扭强度与刚度，并为了减轻汽车总体质量，传动轴一般都会做成空心状态。对于一般的家用轿车以及乘用车而言，传动轴的制作常常采用厚度在1.5mm到3mm左右的合金钢拆料，经过多次的圈焊从而制成的。对于一些重型卡车或超重的拖车而言，一般的传动轴无法满足重载的需求。因此，重型卡车生产厂通常采用的是用无缝钢管来制作传动轴。然而，万事都有例外，对于微型车及断开式驱动桥等特殊结构的车型而言，传动轴也一般不用上述两类，而是直接采用实心的钢材制成。

本次设计时轻型车后驱4X2的汽车，因而选用圈焊制成的传动轴。

4.总结与展望

由于汽车动力性匹配的技术范围已经不只囊括汽车，在其他机械上都有相似的技术正在运作当中，而在如今的汽车设计过程中，匹配技术不仅要解决汽车动力性问题，也要解决汽车耗油量及排放等能源环保问题，所以说，动力性匹配技术只要有机械的存在就不会消磨，而会朝着节能减排等方向进一步深化，达到人类自然和谐相处的地步。

（作者单位：1.赣州市大余县职业中等专业学校;2.瑞金中等专业学校）