汽车变速器速比方法-汽车总体设计

汽车传动系参数优化是以汽车动力性与燃料经济性模拟计算为基础，以汽车动力性要求为约束条件，多工况燃料经济性为目标函数进行优化的。

汽车变速器速比优化的最终目的是使汽车在满足动力性要求前提下，在常用行驶工况下燃料经济性最佳。

设计变量取变速器各档速比，表示为x（i），i=1，k_n（k_n为前进档位数）。

目标函数一般为汽车多工况循环模式的燃油消耗量Q_s。

约束条件主要包括：汽车的动力性要求和变速器各档速比间隔的要求。

在选择传动系参数时，应考虑汽车具有足够的动力性能，即应有足够的直接档动力因数D_0max和i档最大动力因数D_imax，同时需校核i档最大驱动力时的附着条件。

式中，T_em为发动机最大有效转矩（N·m）；η_t为传动系统效率；r_k为车轮滚动半径（m）；C_D为汽车空气阻力系数；A为汽车前迎风面积（m²）；n_em为发动机最大转矩点所对应的转速（r/min）；G为汽车重力（N）。

则直接档最大动力因数的约束条件应为

D_0L＜D_0max≤D_0h （5-34）

式中，D_0L、D_0h分别为不同车型汽车直接档最大动力因数要求的上、下限。

1档最大动力因数反映了汽车最大爬坡能力，其计算式为(www.xing528.com)

同上，1档最大动力因数的约束条件为

D_1L＜D_1max＜D_1h （5-36）

式中，D_1L、D_1h分别为不同车型汽车1档最大动力因数要求的上、下限值。

在确定1档动力因数后，还应该按以下条件校核附着条件，即最大牵引力必须小于或等于汽车在地面上的附着力

式中，φ为道路附着系数；Z_φ为驱动轮上的法向反作用力（N）。

同样也可以用汽车最大爬坡度要求代替动力因数作为约束条件。

变速器相邻档位的速比比值影响着变速器的使用性能，比值过大会造成换档困难。根据统计，其比值一般在1.4～1.8之间。考虑到换档过程，外界道路阻力总是造成车速下降，换档时车速越高，换档过程中速度下降得就越多，所以随着档位的提高，相邻两档的速比比值应逐渐降低。因此，对相邻档位的速比比值要求如下

式中，I_L、I_h分别为相邻速比间隔的下限值和上限值。

此外，汽车最高车速，汽车原地起步连续换档加速时间限制也作为约束条件。以上构成了汽车变速器速比的一般优化模型。