首先要将发动机在不同转速下的负荷特性绘制在图1上,图中的n1n_1n1…n6n_6n6是不同转速下的负荷特性曲线,转速不变时,横坐标是功率或是转矩其实表示的都是负荷特性。这些曲线的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗曲线。
图1 负荷特性与最低燃油消耗率曲线
利用图1可以找出发动机提供一定功率时的最经济工况(转速和负荷<此时可以看出包络线与负荷特性交点处,交点处功率未达到当前转速下最大功率,负荷率都未达到100%>)。
把最经济工况下的转速-功率对应关系表明在外特性曲线上,可以得到图2的最小燃油消耗特性,即A1A2A3A_1A_2A_3A1A2A3曲线。从图2依然可以看出负荷率没有拉满(在最大功率处负荷率似乎几乎拉满),这和万有特性也是一致的。
图2 最小燃油消耗特性
当汽车在某道路阻力系数Ψ\PsiΨ的道路上以速度ua′u^{'}_{a}ua′行驶,根据车辆功率平衡计算出需要发动机提供功率Pe′P_{e}^{'}Pe′,发动机可以在n0,ne′,n1,n2...n_0,n_{e}^{'},n_1,n_2...n0,ne′,n1,n2...多种转速及相应的多种负荷率工作,但只有在Pe′P_{e}^{'}Pe′水平线与A2A3A_2A_3A2A3的交点处工作,即转速为ne′n_{e}^{'}ne′和大致为90%的负荷率工作时,燃油消耗率bbb最小。
有了发动机的最小燃油消耗特性,可进一步确定无级变速器的调节特性。无级变速器的传动比i′i^{'}i′与发动机转速nnn及汽车行驶速度之间有如下关系:i′=0.377nri0ua=Anuai^{'} = 0.377\frac{nr}{i_0u_a}=A\frac{n}{u_a}i′=0.377i0uanr=Auan
式中,AAA对某一汽车而言为常数,A=0.377ri0A = 0.377\frac{r}{i_0}A=0.377i0r。
如上所述,当汽车以速度ua′u_{a}^{'}ua′在一定道路上行驶时,根据应提供的功率Pe′=PΨ+PwηTP_{e}^{'}=\frac{P_{\Psi}+P_w}{\eta_T}Pe′=ηTPΨ+Pw,由最小燃油消耗特性曲线可以求出发动机经济的工作转速为ne′n_{e}^{'}ne′(当然,节气门也要做相应的控制,才能在ne′n_{e}^{'}ne′时发出功率Pe′P_{e}^{'}Pe′,毕竟最经济曲线是个部分负荷的曲线)。根据ua′u_{a}^{'}ua′与ne′n_{e}^{'}ne′可以得到无级变速器应有的传动比i′i^{'}i′。
将在同一Ψ\PsiΨ值的道路上,不同车速时无级变速器应有的i′i^{'}i′连成曲线便得到无级变速器的调速特性,如图3所示。
图3 无级变速器的调速特性
AB对应变速器最大传动比,ED对应最小传动比,BC表示发动机转速为最大功率转速时(车速逐渐升高,需求功率达到了发动机可提供的最大功率),i′i^{'}i′与车速的关系曲线。AE表示发动机最低转速时,i′i^{'}i′与车速的关系曲线。AED与BC曲线间所包含的曲线,表示在不同道路阻力下无级变速器的调速特性。
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