CN101701624B - 一种改变汽车中桥主减速器速比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改变汽车中桥主减速器速比的方法，在不改变齿轮传递效率的情况下，充分发挥中桥中一对圆柱齿轮的应有作用，通过合理增加或减少主、从动圆柱齿轮的齿数再匹配常用速比值的主、从动齿轮可达到所需速比值的要求，实现改变调整速比值的目的，以达到发动机、变速箱与整车的最佳匹配，来适应不同地域客户对速比的需求。

Description

一种改变汽车中桥主减速器速比的方法

技术领域

本发明涉及一种改变减速器速比的方法，具体地说是一种改变汽车中桥主减速器速比的方法，属于汽车制造领域。

背景技术

目前，随着国家对汽车行业一系列优惠政策的推出，各大重型汽车厂也在不断推出自己的新产品，以适应市场的需求。随着对限制重卡超限超载力度的加大，现在牵引车匹配小速比车桥备受青睐，以满足客户在规定载荷下的速度要求，当然不同的地区，不同的地域工况的客户对速比的要求也不尽相同，由于目前市场上457双桥的中桥，动力传递路线都是由输入凸缘经轴间差速器和一对等齿数的圆柱齿轮，通过主动齿轮再传至从动齿轮最后通过轮间差速器将动力输出，常见规格的速比值难以达到发动机、变速箱与整车的最佳匹配，以适应不同地域客户对速比的需求和实现速比的灵活变动性，因此，在不改变中桥基本结构的情况下，实现改变调整速比值的目的成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种改变汽车中桥主减速器速比的方法，在不改变中桥基本结构的情况下，实现改变调整速比值的目的，以达到发动机、变速箱与整车的最佳匹配，来适应不同地域客户对速比的需求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种改变汽车中桥主减速器速比的方法，通过以下步骤改变主从动齿轮的齿数：

(1)通过发动机转速与汽车行驶速度之间的计算关系得出所需的主减速器速比值；

(2)将现有的常用主从齿轮速比值与计算得出的主减速器速比值相比较，得出与所需的主减速器速比值最接近进的常用主从齿轮速比值；

(3)增加或者减少主从动齿轮的齿数，使从动齿轮齿数与主动齿轮齿数的比值约等于所需的主减速器速比值与最接近进的常用主从齿轮速比值的比值。

本发明在不改变齿轮传递效率的情况下，充分发挥中桥中一对圆柱齿轮的应有作用，通过合理增加或减少主、从动圆柱齿轮的齿数再匹配常用速比的主、从动齿轮可达到所需速比的要求，实现改变调整速比值的目的，以达到发动机、变速箱与整车的最佳匹配，来适应不同地域客户对速比的需求。

具体实施方式

实施例1

本实施例适用于工况较为简单的多拉快跑的小速比用户。

为适应多拉快跑的用户要求，一款载货汽车车型需匹配457小速比车桥，要求最高车速大于等于120km/h，最大爬坡度30％，驱动型式8×4，要求额定载荷前桥7.5t，后桥13t，轮距2010/1847，整车外形尺寸12000×2495×3440，预选发动机额定功率228KW，额定转速2200r/min，最大扭矩1250N·m，该扭矩所覆盖的转速为1200～1600r/min，且根据该款发动机的外特性和使用特性中的功率与转矩曲线知油耗、转矩、功率三者的最佳折合点对应的转速为1910r/min，预选变速箱最低档速比12.11，最高档速比0.78，轮胎为10.00-20.00，具体匹配车桥主减速器速比如下：

根据发动机转速与汽车行驶速度之间的关系：

$u_a=0.377\frac{n_p^r}{i_g{i}_0}$

由于最高车速大于等于120，故：

$u_a=0.377\frac{n_p^r}{i_g{i}_0}\≥120$

又因为n＝1910r/min时为油耗、转矩和功率的最佳折合点，所以：

$i_0\≤\frac{0.377\mathrm{rn}}{120i_{g\min }}=\frac{0.377\·\frac{1.055}{2}\·1910}{120\·0.78}=4.058$

上述公式中u_a为车速，r为轮胎半径，n为发动机转速，i_gmin为变速箱最小速比，i₀为主减速器速比。

由此得出，现需匹配主减速比在4.058左右的主减速器，而目前市场上也并没有该速比的主、从动齿轮，这就需要合理的更改中桥的主从动圆柱齿轮的齿数来达到我们需要的速比要求。因为目前常用的主从齿轮速比为4.444和4.875，因为4.058与4.444较为接近，因此可用该速比与主从动圆柱齿轮的合理组合实现4.058速比的要求。

在保证安装距和齿轮接触强度不变的情况下，由于目前457中桥最常用的主从动圆柱齿轮齿数均为22，由此推出当主动圆柱齿轮为23齿，从动圆柱齿轮为21齿时，从动齿轮齿数与主动齿轮齿数的比值约等于所需的主减速器速比值与最接近进的常用主从齿轮速比值的比值，即：

$\frac{21}{23}\≈\frac{4.058}{4.444}$

实施例2

本实施例适用于工况较为复杂的对爬坡度要求较大的大速比用户。

针对工况多变的对爬坡度要求较高的山区用户，一款载货汽车车型需匹配457大速比车桥，最大载重量45t，要求最高车速90km/h，最大爬坡度45％，驱动型式8×4，要求额定载荷前桥7.5t，后桥13t，轮距2010/1847，整车外形尺寸12000×2495×3440，预选发动机额定功率247KW，额定转速2200r/min，最大扭矩1345N·m，该扭矩所覆盖的转速为1200～1600r/min，且根据该款发动机的外特性和使用特性中的功率与转矩曲线知油耗、转矩、功率三者的最佳折合点对应的转速为1910r/min，预选变速箱档数为16档，最低档速比17.04，最高档速比1.00，轮胎为10.00-20.00，具体匹配车桥主减速器速比如下：

根据汽车行驶方程：F_t＝F_f+F_w+F_i+F_j

上述公式中F_t为驱动力，F_f为滚动阻力，F_w为空气阻力，F_i为坡道阻力，F_j为加速阻力即：

$\frac{T_{\mathrm{tq}}{i}_g{i}_0{\mathrm{\η}}_T}{r}=\mathrm{Gf}\cos \mathrm{\α}+\frac{C_D{\mathrm{Au}}_a^2}{21.15}+G\sin \mathrm{\α}+\mathrm{\δm}\frac{d_u}{d_t}$

当汽车爬大坡时车速很低，可忽略空气阻力和加速阻力，所以汽车最大驱动力必须满足：

F_tmax≥F_f+F_imax

即： $\frac{T_{\mathrm{tq}}{i}_g{i}_0{\mathrm{\η}}_T}{r}\≥\mathrm{Gf}\cos \mathrm{\α}+G\sin \mathrm{\α}$

所以：

上述公式中i₀主减速比，G整车重量，f为滚动阻力系数，α为坡度，T_tqmax为发动机最大转矩，i_gmax为变速箱最大速比，η_T为传动系统的传动效率，即：现需匹配主减速比在8.27左右的主减速器，而目前市场上并没有该速比的主、从动齿轮，这就需要合理的更改中桥的主从动圆柱齿轮的齿数来达到我们需要的速比要求。

目前常用的主从齿轮速比为4.444、4.875、5.286、5.833、6.333、6.833，因为8.267与6.833较为接近，因此可用该速比与主从动圆柱齿轮的合理组合实现8.27速比的要求，在保证安装距和齿轮接触强度不变的情况下，由于目前457中桥最常用的主从动圆柱齿轮齿数均为22，由于当主动圆柱齿轮为19齿，从动圆柱齿轮为23齿。从动齿轮齿数与主动齿轮齿数的比值约等于所需的主减速器速比值与最接近进的常用主从齿轮速比值的比值，即：

$\frac{23}{19}\≈\frac{8.270}{6.833}$

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也不限于上述操作，所有在本发明的实质范围内作出的变化、改型、添加或替换，都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种改变汽车中桥主减速器速比的方法，其通过以下步骤改变主从动齿轮的齿数：

（1）通过发动机转速与汽车行驶速度之间的计算关系得出所需的主减速器速比值；

（2）将现有的常用主从动齿轮速比值与计算得出的主减速器速比值相比较，得出与所需的主减速器速比值最接近的常用主从动齿轮速比值；

（3）增加或者减少主从动齿轮的齿数，使从动齿轮齿数与主动齿轮齿数的比值约等于所需的主减速器速比值最接近的常用主从动齿轮速比值。