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摘 要:發動機是車輛的重要部件,其主要的性能指標如動力性指標、經濟性指標、排放性指標直接決定決定了整車的動力性、經濟性、排放等級等重要性能.通過整車(三軸牽引汽車)的動力性和經濟性要求來對柴油發動機的動力性指標和經濟性指標進行討論,以確定整車對發動機的匹配要求,以最大扭矩為基點展開討論和分析.


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關 鍵 詞 :發動機 功率 扭矩儲備 負荷利用率

中圖分類號:U462 文獻標識碼:A 文章編號:1007—3973(2012)009—009—03

1.引言

國內牽引汽車企業匹配發動機一般以發動機最大功率為基點,主要考虑車輛在發動機的最大功率點處的主要性能,這樣匹配出的整車使用的發動機功率較小,經濟性看似較好,但隨著國內汽車工業的發展、物流成本的提高以及法規執行力的加強,人們逐渐意識到看似較好的經濟性是以犧牲動力性得到的,其經濟性并不好.參考國外的先進汽車公司的經驗,牽引汽車的動力匹配設計應該以最大扭矩為基點并預留較大的扭矩容量更為合理,這樣設計的整車在動力性、經濟性和發動機的磨損等方面都有較大提升.


該文來源:http://www.cpcizu.tw/cankao/445845.html

2.法規對發動機功率限制

我國目前關于整車發動機功率的規定只有在GB7258中有涉及,相關內容為“除無軌電車外的其它機動車的比功率不允許小于5kw/t”.

我國關于三軸牽引車最大總質量的規定在GB1589中有如下描述:“三軸牽引車最大列車總重≤ 46t(6?)/ ≤ 49t(6?)”,而在牽引車的實際使用中,路政部門規定三軸牽引車最大列車總重不能超過55t,考虑實際應用,本文也以55t作为最大列車總重來進行討論和計算.根據公式計算,結果見表1.

3.1 條件設定

國內牽引汽車主要用于物流行業,行駛道路以高速公路為主,車速在80—90km/h;柴油機經濟轉速區應盡量與最大扭矩區重合,目前國內外主流發動機額定轉速都在1900r/min左右.以歐曼BJ4253型牽引汽車為例,設定條件如表2.

3.2 發動機扭矩/功率最小值

(1)后橋速比.

根據表2,為使整車有較好的經濟性,需要選擇合適的后橋速比使整車在發動機為1100—1400r/min時車速在85km/h左右,

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并考虑歐曼現有傳動系統匹配,選取后橋速比如表3.

(2)發動機扭矩/功率.

根據表2和表3中的值,通過公式計算在85km/h車速、不同速比下發動機轉速和阻力的扭矩/功率如表4.

4.國內外典型發動機匹配分析

4.1 濰柴WP12系列發動機匹配分析

濰柴WP12系列發動機,功率范圍336—460ps,額定轉速1900r/min,最大扭矩范圍1440—2110N.m/1200rpm.市場上現有歐曼牽引汽車匹配WP12系列發動機的車型選用的變速箱為陜齒12JSD*A系列,最高檔速比為0.78,選用的后橋為13噸級斯太爾或奔馳系列,速比為3.7/3.84/.以表2中的相關條件對歐曼匹配WP12系列發動機的牽引汽車車型進行計算,結果見表5.

4.2 奔馳OM457系列發動機分析

奔馳作为世界知名的卡車品牌,設計經驗十分豐富,OM457系列發動機也是奔馳品牌的典型發動機,功率范圍360—428ps,額定轉速:1900r/min,最大扭矩范圍:1850—2100N.m/1200rpm.參考奔馳公司的資料,選取2536、2540、2543三個車型(分別匹配OM457—360/401/428ps)進行分析,結果見表6.

對比發動機阻力扭矩/功率曲線,可看出,奔馳牽引汽車不同傳動系統在車速85km/h時,發動機轉速基本在最大扭矩點附近,而歐曼牽引汽車不同傳動系統時發動機轉速則較分散,說明匹配大速比后橋歐曼牽引汽車燃油經濟型不好.

5.發動機功率和扭矩的确定

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5.1 確定扭矩儲備系數和負荷利用率

根據分析,扭矩儲備系數和負荷利用率選取WP12系列和OM457系列的中間值應該是比較符合國內實際情況的.

5.3 確定發動機功率和扭矩

設定發動機最大功率為450ps,級差為30ps劃分.根據表7計算此系列各款發動機的最大扭矩如表10.

6.傳動系統對發動機參數的修正

(1)變速箱修正(如表11).

(2)后橋修正(如表12).

經驗證,現有的后橋資源可以滿足確定的發動機動力參數要求.

通過分析計算可以看出,以最大扭矩為基點來討論和匹配三軸牽引汽車的發動機動力參數更為合理,可以具有良好的動力性,同時又可兼顧經濟性.

參考文獻:

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