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大扭矩发动机选变速器

2009-07-28 10:45:00 齐兵

   【卡车之家 原创】为提高燃油经济性,变速器传动比及主传动比的选择成为传动系部件选择中争论最激烈的问题之一。其主要争论点是选配何种变速器——传动比间隔较小的、中等的还是较大的变速器,才能很好地适应当代大扭矩发动机的发展趋势。

    其实,现在倾向于采用传动比间隔较大的经济型变速器,如富勒9档Roadranger变速器。但是,这样的选择是否总是正确的呢?

    事实上,很多用户最初购买的载重车均装有9档变速器,而现在他们已经将其更换成或想要更换成传动比间隔中等的变速器,如15档Roadranger变速器。我们来考虑一下悉尼至墨尔本、悉尼至布里斯班的运输情况。对于在悉尼和墨尔本之间运行的车辆,一台300马力的发动机与一个传动比间隔较大的变速器匹配,通常可获得满意的性能。

    然而很多用户认为这种匹配方案并不适合于悉尼至布里斯班的运行情况,因为那里的公路崎岖不平。在这种情况下,采用传动比间隔中等或较小的变速器能获得更理想的行驶性能和更好的燃油经济性。显然,在选择一种车辆时,决定性因素是必须仔细地考虑其预期的用途和使用条件可能出现的变化。

    采用传动比间隔较大的变速器的问题之一是:当车辆在丘陵地带行驶时,驾驶员有时无法选到一个理想的传动比。如果车辆在爬坡时没有挂上较高的档位,发动机就可能在最高转速下工作,从而达不到省油目的。另一个需着重考虑的问题是:当发动机与这种变速器匹配时,变速器传动比必须保证发动机在换档点上至少提供90%的标定功率。否则,驾驶员会产生功率不足的感觉,从而必然会向下换档,这样又违背了省油的意图.

    采用传动比间隔中等或较小的变速器肯定会给驾驶员提供更大的灵活性,当然燃油经济性的好坏还取决于怎样运用这种灵活性。例如采用传动比间隔较小的变速器时,如果发动机转速一降到允许换档的速度就向下换档,那么就可能使发动机在非经济转速区工作。

●  更合理的转速控制

    从经济的观点出发,传动比间隔中等或较小的变速器用以为驾驶员提供更合理的转速控制。例如,有一辆汽车正在发动机最高转速下爬坡,这时驾驶员便可向上换档,使发动机转速降到较为经济的区域内。

    传动比间隔较大的变速器具有哪些优点呢?其一,允许变换驾驶员,因此适用于车队。其二,换档次数减少了,即减轻了驾驶员的劳动量;且由于换档时可能产生的冲击负荷也较少,因此理论上可以提高变速器的寿命。其三,这种变速器的成本也较低,通常重量较轻,尽管在大多数情况下只轻一点点。

    上面所讨论的诸多因素表明,驾驶员是使传动系良好地工作的关键。用户既然花了相当多的时间来研究部件的选择问题,以降低购车费用和包括油耗在内的使用费用,那么也应该向驾驶员解释为什么要选择某一传动系。如果没有驾驶员的合作,要想获得所期望的经济效益几乎是不可能的。实际上经常出现与此相关的问题:用户买了具有某些操作优点的汽车,但却未向驾驶员解释,以致他们在操作时恰好违背了设计意图。

    卡特匹勒是一个发动机制造厂家,它对一些匹配不当的传动系感到忧虑,因此它明确地宣布了应采用何种变速器传动比及主传动比与其3406、3408系列发动机匹配。

    在卡特匹勒的一本综合选择指南中列出了,对于有一定用涂(如一般货运、牲畜或液体/燃油运输)的运输车辆,富勒和斯拜舍变速器与其各种不同功率的发动机匹配哪些是“推荐的”,哪些是“可行的”,哪些是“不适宜的”。推荐资料(见后)中所列举的汽车列车,总重39吨,采用直接档变速器,子午线轮胎规格为11.00×22.5,总减速传动比为35—40,能保证适当的起步能力。

    卡特匹勒建议超速档变速器只应该用于特殊用途。该公司声称:“直接档变速器通常能提供较长的使用寿命和较好的使用经济性”。“如果使用得当,采用超速档变速器可使发动机在较低转速下(低油耗区)稳定地工作,但这时必须考虑超速档最高车速和发动机低速性能,以保证发动机能提供足够的功率。”

    该公司强调:“车速是影响燃油经济性的最重要因素,超速档最高车速尤为重要。对于迎风面积大的汽车列车,如运输大牲畜用的栅栏式载重车和家具运输车,车速对燃油经济性的影响特别显著”。该公司建议:装用其3406系列发动机的载重车用于牲畜运输时,最高车速不得超过100公里/小时。也就是说后轴传动比为4.11时配用2100转/分的发动机,后轴传动比为3.7时配用1900转/分的发动机。

    在恶劣的运行条件下(如在丘陵地带或逆风行驶),为使后轮有较大的动力,应选用较大的后轴传动比。该公司还建议:“对于牲畜运输,传动比间隔中等的变速器可与其大多数3406系列发动机匹配,以提供最好的综合性能及燃油经济性”。

    卡特匹勒使用指南的要点是:传动比间隔较大的变速器,如富勒9档变速器(RTll609/14609)和斯拜舍7档变速器(SSTl372/1207),最适用于平原、丘陵地带或城市条件。当然,正确地选择传动系也能够使其成功地用于其它条件。对于常在丘陵地带行驶的车辆,卡特匹勒推荐采用传动比间隔中等的变速器,如富勒10档或l5档变速器(RTll610/14615)和斯拜舍l0档或20档变速器(SSTl310/1420),以获得较好的性能和增加使用灵活性。

    卡特匹勒还指出:“采用传动比间隔较小的变速器,如富勒l3档(RTll613/14613)或斯拜舍l4档变速器(SSTl414),有可能获得最好的动力性和燃油经济性。然而,为了获得最佳效果,要求用户应具有合格的驾驶技术和较高的管理技术”。

●  使发动机处于低速过载下工作并不总是经济实用的

    采用传动比间隔较大的变速器常常会使发动机在最大扭矩点处于低速过载下工作.当今这个问题已引起一些有趣的争论。

    卡特匹勒公司的观点是:允许其3406、3408系列发动机在转速降到1200或1300转/分时,即最大扭矩点工作,尽管这样做并不总是经济实用的。如果一辆汽车正在丘陵地带爬坡,并且发动机一直在1500转/分以上工作,但此时遇到某些情况,发动机可以在短时间内处于低速过载下工作,而不必换上较低的档位。

    然而,如果可能长时间使发动机在相当恒定的转速下减速工作,那么最好能选择一个档位,使发动机至少在1500转/分以上工作。过分延长发动机低速过载下工作的时间,会加剧其磨损(由于过热)并且显著地增加部件的应力。在低速过载下,发动机每行程的喷油量为最大,因而使热负荷提高。同时由于燃烧时空气供应不足,每行程油耗高或者排气中出现黑烟(未完全燃烧的燃油)。

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