專利名稱：：汽車變速器偏值速比分配方法
技術領域：
：本發明涉及一種汽車變速器偏值速比分配方法。
背景技術：
：速比分配問題一直是汽車變速器設計的核心問題。傳統上，一般按照等比級數原則進行速比分配。而理論上，按等比級數排列的各檔速比，在汽車換檔過程中，總可使發動機保持在同一轉速范圍內工作，從而容易實現離合器無沖擊結合，使駕駛員換檔操作更為方便。但現代汽車理論認為，速比階越小越省油，換檔也越輕便。通過對汽車行駛工況分析統計表明汽車多在高檔位工作，換檔頻次也多于低檔，各檔間速比相同會造成發動機燃料的浪費和高速檔換檔的操縱滯重，因此，在實際上進行變速器設計時應使高檔速比階比低檔速比階小。為此，余志生在《汽車理論》(北京，機械工業出版社，2000年10月)中提出使用偏置等比級數方法進行速比分配的概念。該理論考慮到了汽車高速檔的時間利用率較高這一特點，利用這種理念來進行速比分配，可提高使用高速檔時汽車的換檔性能和燃油經濟性。然而，僅僅是只給速比分配的一種理念，并未具體說明在符合此原則條件下的具體計算分配方法，使得速比分配仍無法準確進行。目前實際速比的調整方法尚無確定的依據和計算公式可循，在很大程度上還是根據經驗設定初始值，然后反復試算、調整來完成。對設計者經驗的依賴性很大，且計算、調整過程復雜，往往會使設計周期過長，試算、調整過程主觀性因素較大，參數調整方向不明確，難以實現同時兼顧低、高速檔的動力性、經濟性及換檔性能的設計目標。
發明內容本發明公開了一種汽車變速器偏值速比分配方法。可以克服傳統汽車變速器速比確定主要依賴經驗設定和反復試算，主觀因素大，計算過程復雜，設計周期過長，參數調整方向不明確，難以同時兼顧低高速檔的動力性、經濟性及換檔性能等缺點。本發明基于各檔時間利用率的不同，通過對發動機功率的實際使用率最大化進行優化設計，不僅提高了汽車整體的動力性、燃料經濟性及高速時的換檔性能，而且有計算公式，理論計算精確，大大縮短了設計周期。汽車變速器偏值速比分配方法，其特征在于計算步驟如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中(為汽車各擋速比，仏為汽車各擋速比的一次比；/=1，2…n,由于各g,值不相等，故稱之為偏值速比分配方法；2)設《2《3《-其中義為汽車各擋速比的二次比；=義因為i=___仏+il;+i/〖+:由(1-3)式推出:=義"+2=義'(l-2)(l-3)(1—4)則當/=1時當Z、2時義'=義3當/=3時根據(1-5)、(1-6)和(1-7)式規律，推出通項公式為("-l)("-2)其中"=3,4,.-.附，(1-5)(1-6)(l-7)(1-8)"為汽車選型后所設定的變速器檔數變量；m為汽車變速器設定的最高檔數.(1-8)式由數學歸納法證明，結論正確。由(1-8)式推出二檔速比/2=化二('二(l-9)汽車在選型并設定擋數后，在一擋速比/,和最高擋速比/"均已確定的情況下，選擇汽車二次速比;t值，然后將義、/。/和"代入公式(1-9)求出/2值，再將義、/。/2及"代入通項公式(l-8)求出其余各檔速比。其中/l值的取值范圍是通過選取十幾種國際現有成功機型的速比反算獲得。若汽車手動變速器設定為五檔，則手動變速器義值的取值范圍為11.2，若汽車手動變速器設定為六檔，則手動變速器;i值的取值范圍為0.81.2。本發明推出的公式，改變了汽車變速器各檔速比完全依賴于試驗模型反復試算，計算過程復雜，設計周期過長，參數調整方向不明確，難以同時兼顧低高速檔的動力性、經濟性及換檔性能等缺點。本發明公式簡單，計算方便，不僅提高了汽車整體的動力性、燃料經濟性及高速時的換檔性能，而且理論計算精確，大大縮短設計周期。具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。以新MAZDA62.0MT為例，設定汽車手動變速器為六檔，則手動變速器義值的取值范圍為0.8L2，取義=1.10;已知一檔及最高擋的速比分別為/t=3.454，/6=0.680，，由于這是六檔變速器，即"=6，將各參數代入公式(1-9)得"—1i-^6—1/-/廣0.680x3.454"n、i^)fer-2)=2.062(1-10);i2\|i.io2將/,=3.454，/2=2.062，義=1.10和"=3代入通項公式(1-8)可解得三檔速比(3魯2)"-l7067233.454同理分別將A=3.454，/2=2.062，；i=I.IO和"=4代入通項公式(1-8)可解得/4=0.978，將^=3.454，/2=2.062，；i=I.IO和"=5代入通項公式(1-8)可解得/5=0.777;經過以上計算，可得所設計六檔手動變速器一至六檔的速比依次為/,=3.454;/2=2.062;/3=1.354;5/4=0.978;/5=0.777;/6=0.680。由表1可見，使用本發明汽車變速器偏值速比分配方法分配的速比，十分接近現有車型的速比分配結果，相應的差距一般都在5%之內。由此說明本發明較好地反映了現代變速器設計過程中速比分配的實際情況。下面將現有成熟車型的速比與使用本發明方法計算所得的結果進行對比表1幾種乘用車變速器原設計速比與偏置等比級數計算結果對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發明提出汽車變速器各檔速比的分配方法，根據各檔實際的時間利用率進行速比分配，可使汽車在加速或爬坡時發動機能處于最大功率范圍內運轉，有助于汽車低速動力性能的發揮；而高速檔則限制在較窄的經濟轉速區內工作，有利于改善汽車的燃油經濟性。權利要求1.汽車變速器偏值速比分配方法，其特征在于1)設其中Ii為汽車各擋速比，qi為汽車各擋速比的一次比；(i＝1，2…n)；2)設其中λ為汽車各擋速比的二次比；因為由(1-3)式推出則當i＝1時當i＝2時當i＝3時根據(1-5)、(1-6)和(1-7)式規律，推出通項公式為其中n＝3，4，…m，(1-8)n為汽車選型后所設定的變速器檔數變量；m為汽車變速器設定的最高檔數。由(1-8)式推出二檔速比汽車選型并設定變速器擋數變量n后，在一擋速比I1和最高擋速比In均已確定的情況下，選擇汽車二次速比λ值，然后將λ、I1、In和n代入公式(1-9)求出I2值，再將λ、I1、I2及n代入通項公式(1-8)求出其余各檔速比。全文摘要汽車變速器偏值速比分配方法，由推出的計算公式(1)推出二擋速比(2)；其中n為汽車選型后所設定的變速器擋數變量；m為汽車變速器設定的最高擋數，λ為汽車各擋速比的二次比；然后汽車選型并設定變速器擋數變量n后，在一擋速比I<sub>1</sub>和最高擋速比I<sub>n</sub>均已確定的情況下，選擇汽車二次速比λ值，然后將λ、I<sub>1</sub>、I<sub>n</sub>和n代入公式I<sub>2</sub>，求出I<sub>2</sub>值，再將λ、I<sub>1</sub>、I<sub>2</sub>及n代入公式I<sub>n</sub>求出其余各擋速比。本發明公式簡單，計算方便，不僅提高了汽車整體的動力性、燃料經濟性及高速時的換擋性能，而且理論計算精確，大大縮短設計周期。文檔編號G06F17/50GK101504683SQ20091004711公開日2009年8月12日申請日期2009年3月6日優先權日2009年3月6日發明者孔凡鋒,李兆建,褚超美,謝佺杏,陳永博,韓天寅申請人:上海理工大學