汽车功率扭矩问题

2024-04-30

汽车功率扭矩问题（共7篇）

篇1：汽车功率扭矩问题

汽车机械常识，功率、扭矩，牛马特性 @ 4/17/2007 [爱车族]

开车要懂车，不一定说懂到能自己随意拆随意修，但至少要知道原理才行今天讲的就是发动机和变速箱了

发动机

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发动机和变速箱从来都是密切结合在一起的

发动机又有汽油机、柴油机、电动机、燃气轮机、核动力几种，他们各有千秋

汽油机——扭矩小，功率小，但体积噪音都小，省油，一般小汽车多用

柴油机——扭矩大、功率大，体积大，废油，一般商用汽车例如卡车、巴士用电动机——电动机体积不大，但是电池体积很大，一般电车、地铁之类燃气轮机——体积大，功率巨大，超废油，轮船用，坦克、军舰用核动力——还是航母潜艇用吧。。

功率与扭矩

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发动机能直接驱动设备运行么？大部分场景下，都需要配备传动机构——变速箱在设备运行过程中，需要的动力并不是一成不变的，而是随时都改变的变速箱是为了能将发动机的动力转换成需要的动力输出的，进行变矩等转换这里就涉及功率、扭矩，和所谓的牛马特性

众所周知，牛可以耕地，拉很重的东西拖着走，但是，牛跑不快马就不一样，马可以跑的很快，但是拖东西，拖不动什么太沉的让设备像牛一样能拖重物，像马一样跑得快，就是牛马特性当拖重物的时候，看重扭矩，当跑高速时候，看重功率这就是扭矩——功率的关系

例如骑自行车，从静止起步时候需要很大力量才能蹬动

必须有足够力才能让脚蹬子旋转，脚蹬受到的旋转的力量和脚蹬长度半径相乘就能得到扭矩

当自行车动起来，就轻轻的蹬几下就走的飞快了

所以自行车上也有前三后六的变速齿轮，分别用于起步和高速

在自行车上，扭矩和功率体现的不够完全，因为人是活的，输出扭矩和功率间可以随意变化的

但发动机就没那么大适应范围了再看汽车，起步时候可能阻力稍较大，需要比较大的扭矩让车动起来开起来后阻力很小，扭矩不特别重要，功率决定了车能开多块

再看火车，一个车头，后边挂着50节的车皮，起步是很恐怖的事情必须有非常巨大的扭矩才能让火车动起来

但是火车一旦动起来后就好办了，不需要很大扭矩，功率上去车就跑快了所以火车的传动系远比汽车复杂

传动系统

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假如没有变速器，车轮和发动机直接挂钩

起步时候发动机转速是750转，车轮怎么可能从静止一下子变成750转呢。发动机瞬间就被拖的熄火了所以必须要有变速箱

汽车用的传动设备是机械齿轮、链条、离合器构成的机械变速箱也有使用液体和涡轮构成的液力变速器

变速器提供若干个档位，每个档位有不同的减速比

既保证了发动机在一定的转速范围内运行，又使得车轮能得到不同转速的输出

变速箱提供一个空挡，若干前进档，一个后退档

在空挡上，发动机和车轮完全分离，比如停车时候，车轮没转，发动机照样转在前进档上，一般一档减速比最大，发动机可能转的很快，但车轮转的很慢所以一档用于起步

别看一档转速慢，由于减速比大，此时输出的扭矩很巨大，轻松拖动重物档位越来越高，传动比越来越接近1，也就是发动机转一圈，车轮转一圈此时发动机转得快，车轮也转的快

少数车提供了经济巡航档，例如捷达等车5档，传动比小于1 也就是说发动机转一圈，车轮转的比一圈还多

这样更省油，开的更快，不过这种传动比下扭矩比较下，只能用于跑高速

通常，小汽车拉的东西不多，总重1吨多，所以提供4~6个前进档就成了不需要太多的齿轮减速比搭配

但是看商用卡车，经常10多个前进档位，好几个倒档

因为商用卡车拉好几十吨，必须有足够多的齿轮变速比搭配让车既能拖动重物逐渐的起步，又能以比较高的速度行驶载荷越重，档位就需要越多

当负载太重的时候，变速箱就不好使了，只能使用电传动了，后话

手动变速想、半自动变速箱、全自动变速箱、手自一体变速箱、无级变速箱------

现在开始知识普及

手动变速箱（MT）

手动变速箱谁都认识，就几个档位，用手扳动

注意，扳动必须踩离合器，踩下离合器，让当前档位的齿轮完全分离然后挂入新档，松离合器，新档位的齿轮自然啮合

如果不踩离合器怎么样？齿轮卡在一起正在高速旋转呢，你非要把他们掰开肯定会听到咔咔的响，多这么来几次，齿轮边缘的齿就打坏了崩裂的齿轮边缘的碎片甚至会击穿外壳，飞到车内来。。手动变速箱最大特点是——有离合器

半自动变速箱

半自动变速箱，换档时候不需要踩离合器，直接用手扳档位即可比如F1赛车，就用手加减档，没离合器

在换档时候，变速箱内机械机构自动将原先的齿轮分离然后换入新档位，在将齿轮啮合

这个过程在零点几秒内就有机械设备自动完成人要做的工作是决定何时加档、何时降挡半自动变速箱最大特点是——没离合器

全自动变速箱（AT）

全自动变速箱是从半自动变速箱改进来的，由电脑负责加减档不用人工干预了，并且也无法人工干预，全是自动运行

开全自动变速箱的车很舒服，但也不爽，我想要加减档，但是电脑替我做了没有开车的乐趣了

手自一体变速箱（AMT）

在全自动变速箱上改进的手自一体变速箱出现了手自一体变速箱有两种模式，自动模式，手动模式

放到自动模式，就等于一个全自动变速箱，电脑自动加减档

放到手工模式，就相当于一个半自动变速箱，电脑不管你加减档，加减档必须人工这样，即满足了舒适性，又得到了驾驶乐趣

注意：

1）手自一体变速箱和半自动变速箱一样，没离合，只要上下扳动加减档即可 2）今后汽车发展的趋势是配备手自一体6前档甚至7前档变速箱

无级变速箱（CVT）老有人把无级变速箱和全自动变速箱混淆

自动变速箱的特点是：有若干个档位，每个档位有一定的传动减速比说白了，齿轮搭配是固定的，比如1档传动比4:1，二档3：1之类无级变速箱呢，是没有固定变速比的，也就是说是真正没有档位的它使用链条等连续传动机构，实现了改变变速比来匹配发动机和车轮传动比可以是4到1之间的任何一个数字，不会局限在某几个档位 ——这个特性很像火车的电传动了

开自动变速箱的车，换档时候有轻微的冲击，你能感觉到加减档车在顿挫因为变速比从4：1换到3：1，中间跳跃很大，不是连续的好比数字信号，都是跳跃的

但是无级变速箱，由于传动比可变，所以根本感觉不到车换档了好比模拟信号，改变的过程从4到3是渐变的举例：火车加速启动时候，你觉得火车换档了么？

因为火车的电传动系统是没档位的，电流大小决定加速快慢

无级变速箱虽然转换平滑，但是有缺点，不够耐用，不皮实所以只有小型汽车——Audi A6之类配备CVT而已大型商用车辆是无法使用的火车——电传动

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蒸汽机车

火车——最早来源于蒸汽机车，有火所以才叫火车蒸汽汽车是通过锅炉烧水，形成高压水蒸汽水蒸汽被压入汽缸，推动汽缸内的活塞反复运行通过曲轴、连杆转成轮子的旋转

这种方式的工作效率很低，锅炉体积太大后期的蒸汽机车都用烧油的锅炉了，不烧煤了

内燃机车

最早的内燃机车和汽车一一样

内燃机运行，通过一个机械齿轮变速箱来驱动

但是火车越来越长越来越重，变速箱有限的档位不能满足传动需要了档位太少，启动时候动不起来，动起来后又开不快所以液力传动出现了，通过液体流动带动涡轮来传动

这个像什么？像轮船的螺旋桨。螺旋桨在水里转动，水就跟着流动螺旋桨转速改变，周围水流速度也改变，实现了变速

液力传动早期很流行，主要是德国货，国内进口的NY6、NY7拉专列但是液力传动的效率一般，体积又大，结构复杂，于是最终被电传动淘汰

内燃机车上安装的大型柴油机在电传动中成为了发电机通过发电机将柴油燃烧的能量转换成电力

发电机发出的电经过电控设备的调节，可输出不同的电压、电流车轮转向架上安装牵引电机，用电驱动

最终，内燃机->发电机->电控->电动机->开走了

电传动看起来复杂，但非常满足牛马特性的要求

首先内燃机转速基本恒定，只在很小范围内改变，没什么大影响需要调节的，就是输出给牵引电机的电流了启动时候电流最高，牵引力最大开动了以后，电压增大，电流减小

而且，电压、电流的调节，是不受齿轮传动比限制的所以加速是完全平滑的——人感觉不到火车加速换档了。。

电传动不光用在火车上，轮船上也很普遍矿山工地的车辆，也用电传动

例如三峡大坝截流时候的大型卡车，一车装70吨石头，车轮比人高。那些都是柴-电传动的，还是因为电传动匹配好

内燃机、变速器特性对汽车驾驶的影响----

科普工作做了好多哦，写不动了，下面书归正文，继续将讲车

我开的速腾2.0排量，170牛米扭矩，85KW千瓦最大功率

如果我和827的黄海DD6118S31比红绿灯起步，IsBe220柴油机机

虽然功率才160千瓦，比我大一倍，但是扭矩高达1700牛米，是速腾的10倍虽然DD6118S31车身11米，重十多吨，可是红绿灯起步我占不到太大的便宜。。

怎么办？

用好你的扭矩，柴油机最大特点就是低转速扭矩强劲汽油机呢？高转速扭矩才能上来

小型车辆的汽油发动机的转速一般最低是750，叫做怠速就是闲的没事干，发动机最低自己维持运行的速度低于怠速——熄火，不转了

最高转速一般6000，再高了就爆炸了，即爆缸

F1比赛不是就老爆缸么，发动机都两万转的转速，肯定容易爆

在750~6000的范围内，发动机有一个最大扭矩输出点，有一个最大功率输出点这个就是工况图

一般车辆的最大扭矩点是在3000~4000之间出现，最大功率是5000~6000之间出现好多人开车的时候起步是1000转多起步，2000转加档

注意：当2000转加档的时候，其实发动机还没达到最大扭矩输出点，就加档了这样，就形成了加速无力

如果一直不换档，转速从怠速持续上升到最大扭矩输出点你就会发现不但速度越来越快，而且加速度也在上升

这里汽车加速的加速度可不是恒定的，因为扭矩变大了了，自然加速度也变大当超过了最大扭矩输出点后，扭矩开始下降了此时车依然实在加速，只不过加速度越来越小。感觉加速没力量了所以说，为了让车加速最凌厉，最好是超过最大扭矩输出点后，再换档

但是，达到最大扭矩输出点4000转换档，发动机转速很高，噪音大，废油不用达到4000转换档啊，试试3000转换档，照样比2000转换档动力强的多市区内开车，可能最快也就70~80的样子，因为环路限速么此时车辆的功率是100马力还是200马力不重要，扭矩更重要

对于自动档车辆，变速箱有一个D档位置，即自动驾驶

此时变速箱电脑一般处于经济模式，尽可能的低转速，早加档，省油但是，加档时机也太早了

比如上北四环的京承高速匝道，60公里时速，居然6档上，转速才1000多这样是省油，但是太无力了，1000多的转速爬坡很痛苦，发动机光叫不走所以要尽快换档——换到自动变速箱的运动模式——S档或者按下OD超车按钮之类的开关

此时变速箱将不在以省油为第一目标，换档转速会被推迟到2000多甚至3000多也就接近了最大扭矩输出转速

再去上同一高架路，就能发现是60公里，4档，2000转爬坡此时扭矩非常充沛，爽就一个字，随心所欲加减油门不在痛苦

很多人为了省油，长期让发动机低转速运行，就会觉得车很面，加速无力并且由于低速运行，会造成汽油燃烧不完全，内部积炭，导致工况更差 ——恶性循环了

省油不省车，省车不省油

是为了车好开车舒服，还是为了剩那百公里一个油真正爱车的人心中都应该有数吧

完.

篇2：汽车功率扭矩问题

游梁式抽油机的平衡

一、抽油机平衡原理

（一）抽油机不平衡的原因：抽油机在工作过程中悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。因此也就会造成抽油机不平衡。

（二）抽油机不平衡的危害：抽油机运转不平衡，影响电机的工作效率，使电机的功率因数降低，加大电机的功率损耗，减小电机的寿命；抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命。因此抽油机必须利用平衡装置调节达到运转平衡。

（三）平衡原理 1．平衡原则及平衡条件抽油机达到平衡的原则是：

（1）电动机在上下冲程中做功相等；（2）上、下冲程中电机的电流峰值相等；（3）上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。抽油平衡原理，如图3-31所示：

在抽油机游梁后端加一重物，在下冲程中电机和下冲程的悬点载荷一起对重物做功，把重物升高储存位能Aw：

AwAdAmd, 则得到电机在下冲程中做的功为：AmdAwAd

式中

Aw—— 下冲程中悬点载荷和电机对平衡系统做的功，即平衡系统储存的能量；

Ad—— 悬点在下冲程中做的功； Amd—— 电机在下冲程中做的功。

在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：

AuAwAmu 则得电机在上冲程中做的功为：AmuAuAW 式中

Au—— 悬点在上冲程中做的功；

Amu—— 电机在上冲程中做的功。

根据第一条平衡原则：

AmuAmd 即AwAdAuAw

可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为：

AwAuAd

（3-50）2上式说明抽油机的平衡条件为：平衡系统下冲程中储存的能量要等于悬点在上、下冲程中做功之和的一半。

2．平衡系统要达到平衡需要的平衡功

当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：

Au(WrWL)s；

下冲程做的功为：AdWrs。

则由（3－50）得理论上需要的平衡功为：

AwAuAdW(Wrl)s

(3-51)2

2二、游梁式抽油机的机械平衡计算 1．游梁平衡方式计算

游梁平衡：是将平衡重装在游梁后端；适用于小型抽油机，如图3-31所示。在下冲程中悬点向下运动了s(m),而平衡重Wb升高的距离sc为：

sccs，a储存的能量或称实际产生的平衡功为：

AwcsWb a要达到平衡，实际产生的平衡功应等于需要的平衡功，即：

WcsWb(Wrl)s a2可得游梁平衡重为：

WbWa(Wrl)c2如果抽油机本身不平衡，设游梁后臂比前臂重Xuc，相当于平衡重，则平衡重就可减小，这时游梁平衡重为：

WbWa(Wrl)Xuc

（3-52）c22．曲柄平衡方式计算

曲柄平衡:是指平衡重装在曲柄上，适用于大型抽油机。如图3-33所示。在下冲程中，曲柄平衡重Wcb上升的高度为2R，曲柄自重Wc上升的高度为2Rc，抽油机本身不平衡值Xub上升的高度为2r，则平衡系统在下冲程中储存的能量，或实际产生的平衡功为：

Aw2RWcb2RcWc2rXub，令其与需要的平衡功相等：

2RWcb2RcWc2rXub(WrWl)s，2可得到平衡半径的计算公式为：

R(WrWlsRWrX)ccub

(3-53)22WcbWcbWcb

图3-33

曲柄平衡

3．复合平衡方式计算

复合平衡：是以上两种平衡方式的组合，即在曲柄上和游梁后臂上都有平衡重如图3-34所示，适用于中型抽油机。

同理可导出平衡半径的计算公式：

R(WrWlsRWcr)cc(XucWb)

（3-54）22WcbWcbbWcb

三、平衡测量与调整

测电动机上、下冲程的电流峰值Iu和Id，若Iu＞Id，平衡不足，Iu＜Id，则平衡过重。在两个电流中有一个小的，一个大的，若I小/I大0.8时就认为是平衡了，否则就要重新计算平衡半径或平衡重，重新调整平衡。

四、抽油机井的系统效率

（一）抽油机井的有用功率

有用功率或称有效功率，也称为水力功率NH, ：是指在一定时间内，将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：

NHQHg

（3-73）86400式中

Q—— 油井产液量，t/d；

H——泵对液体的有效提升高度，m； NH—— 抽油机井的有效功率，kw。泵对液体的有效提升高度计算如下： 1．如果忽略沉没压力和回压的影响，有效提升高度等于下泵深度：H=L。2．考虑沉没压力和回压的影响时，为了计算简单，忽略气柱重力和进泵阻力的影响，并认为环空中和油管中的液体密度相同，有效提升高度为：

HLfPBPC106

（3-74）lg式中

PB、PC—— 分别为回压和套压，MPa；

l—— 井中液体密度，kg/m3。

当上式中用相对密度l，并且重力加速度取9.8时，HLf102(PBPC)/l。

3．考虑环形空间中与油管中的液体密度不同时，有效提升高度为：

HLfPBPCo106hSl

（3-75）lgl式中

hS—— 泵的沉没度，m。

（二）光杆功率

光杆功率：即是抽油机悬点载荷做功的功率，是提升液体和克服井下消耗所需要的功率。可用示功图的面积计算：

NpAsnC

（3-76）600l式中

Np—— 光杆功率，kw；

A—— 示功图载荷线包围的面积，cm2； S—— 光杆冲程，m； n—— 冲数，r/min； C—— 动力仪力比，N/mm；

l—— 示功图上冲程长度，mm；

由于计算示功图麻烦，常近似地按理论静载荷计算悬点做功：

NpWlsn

（3-77）6104式中

Wl—— 转移载荷，N； s—— 光杆冲程，m； n——冲数，r/min；

（三）抽油机井的效率 1．抽油机的效率

pNpNr，是光杆功率与电动机功率之比，它表达了抽油机工作状况好坏及功率利用程度。

2．油井效率

HNH，是有效功率与光杆功率之比，主要表达了抽油泵工作状况的好坏Np及功率利用情况。即悬点做的功，除了提升液体做有效功外，还要克服井下摩擦、杆柱振动、漏失等机械损失、水力损失和容积损失做无效功。

3．抽油机井系统效率

篇3：汽车功率扭矩问题

汽车传动轴是传递发动机扭矩的重要安全件,要求材料有高的强度、韧性及尺寸精度。汽车传动轴用管是直缝电焊钢管,由热轧钢板焊接成形。为满足HOWO重型汽车发动机向高功率发展、提高汽车承载能力、节能、节材以及安全行驶等要求,对传动轴的承载能力和可靠性提出了更高要求。因此,用热轧超高强度钢板生产汽车传动轴管已成为发展趋势。

近年来,国内许多钢管厂采用ZQS700 MPa级热轧超高强度钢板生产出薄壁、大管径的直缝电焊钢管。为此,用ZQS700 MPa级电焊钢管Φ134×4在HOWO重型汽车传动轴上进行了应用试验。

2 试验材料及试验设备

2.1 试验材料

试验材料采用国内某电焊钢管厂生产的ZQS700 MPa级电焊钢管。该公司采用国际上先进的直缘成型、高频焊接和定径先进工艺,优化各种工艺参数(电流频率、会合角、管坯坡口形状、触头、感应圈及阻抗器的安放位置、焊机输入功率、焊接速度及焊接压力等),获得最佳金属流线角度和焊缝微观组织。钢管的生产流程如下。

ZQS700 MPa级热轧钢板→纵剪→矫平→剪切对焊→直缘成型→高频焊接→消除毛刺→空冷→水冷→定径→在线超声波探伤→矫直→锯切→平头→成品检验。

2.2 试验设备

a.ARL3460-OES型直读光谱仪:分析化学成分;

b.Me F3A型广视野金相显微镜:进行金相检验;

c.WAW-600C电液伺服万能试验机:进行拉伸试验、压扁试验和扩口试验;

d.NWS80000 N·m传动轴静扭试验机:

e.PMW400-500型液压脉动疲劳试验机;进行传动轴总成疲劳试验。

3 ZQS700 MPa级电焊钢管性能检测

3.1 化学成分分析

用常规的化学比色分析方法和直读光谱分析法检测钢管的成分,结果见表1,符合技术要求。

3.2 钢管的力学性能试验

在钢管上线切割制取3个全厚度纵向弧形试样,拉伸试验在WAW-600C电液伺服万能试验机进行,试验结果见表2,结果符合技术要求。

3.3 钢管焊缝处的金相组织

通过高频焊缝的金相检验来确定焊缝的质量、完整性和热影响区的微观结构。在钢管焊缝处制取试样,检验热影响区宽度、熔合线宽度、金属流线角度和焊缝各区显微组织,结果如下。

a.如图1所示,热影响区形貌清晰可见,呈对称的双曲线形;壁厚中心部位的宽度为1.9 mm;熔合线清晰可见,其宽度为0.06~0.14 mm;

b.金属流线清晰可见,其角度为60~74°,见图2。

c.焊缝中心部位熔合区组织为铁素体+珠光体(图3),热影响区组织为细小等轴的铁素体+珠光体(图4),母材组织为未受影响的变形铁素体+珠光体(图5)。

3.4 钢管的压扁试验和扩口试验

3.4.1 压扁试验

从不同根钢管上制取长度为50 mm的钢管试样进行压扁试验,压扁试验平板间的距离应符合表3(D为钢管外径)规定。

3.4.2 扩口试验

钢管应经扩口试验,扩口试验顶芯锥度为60°。扩口后试样没有出现裂缝、裂口或焊缝开裂。扩口试样的外径扩口率应符合表4的规定。

3.5 钢管的静扭试验

在NWS80000 N·m传动轴静扭试验机上对钢管进行静扭强度试验,结果如表5。

3.6 传动轴总成的疲劳试验

在PMW400-500型液压脉动疲劳试验机上对传动轴总成(包括法兰盘、万向节和传动轴管等)进行疲劳试验,结果见表6。试验条件如下。

a.最大试验扭矩为23 000 N·m,最小试验扭矩为6 900 N·m;

b.试验频率为2.5 Hz。

3.7 装车试验

自2009年装车试验开始至2014年底,已在HOWO车上批量安装80万支传动轴。整车装配及调车、路试结果表明,ZQS700 MPa级电焊钢管Φ134×4完全满足斯太尔车制动管路的使用要求。

4 性能分析

4.1 轴管的理论扭矩计算

轴管采用热轧钢板冷成型后经高频焊接而成,实际的轴管屈服强度指标一般≥750 MPa。轴管的屈服扭矩按《YB/T5209-2010传动轴用电焊钢管》中的公式计算,公式如下。

式中,T为扭转试验的屈服扭矩,N·m;π为3.1416;τe L为扭转试验的下屈服强度,取0.56Re L,MPa,而Re L为轴管的下屈服强度;D为钢管的公称外径,mm;d为钢管的内径,mm。

Φ134×4轴管的理论屈服扭矩计算如下。

可见,Φ134×4轴管的理论屈服扭矩大于技术要求屈服扭矩42 000 N·m,满足轴管的扭矩设计要求。

4.2 轴管的焊接质量

焊机的输入功率和电流频率、焊接速度及焊接压力等参数对高强度轴管的焊接质量有直接影响,通过检验钢管焊缝的低倍组织和金相组织来确定焊缝的质量。

4.2.1 低倍组织

焊缝及热影响区低倍组织的要求如下。

a.热影响区一般具有上、下较宽、中间较窄的双曲线,双曲线形上、下基本对称,焊缝中心处有1条宽度约0.04~0.19 mm的白色亮直线,为熔合区,是焊缝熔化层金属被挤出后遗留下来的含碳量最低的区域,高强度传动轴焊缝熔合区宽度控制在此范围内均可以满足传动轴管的使用要求;热影响区壁厚中心部位的宽度可控制在壁厚的0.36~0.69倍范围内。

b.金属流线的切线与水平线的夹角(即金属流线上升角的大小)明显影响焊接强度,金属流线上升角应控制在45~80°,说明轴管的挤压量适宜,高强度轴管有较好的压扁和扩口性能。

4.2.2 金相组织

焊缝及热影响区金相组织的要求是均匀分布的铁素体+珠光体,这种组织具有较好的韧性和强度,压扁过程中不容易发生开裂。

从Φ134×4高强度轴管的低倍组织和金相组织检验结果看,焊缝具有良好的低倍组织和金相组织,钢管进行压扁试验和扩口试验时,基体没有出现裂缝、裂口或焊缝开裂。

5 经济效益分析

每米轴管理论质量计算对比如下。

a.Φ134×4的质量

b.Φ120×8的质量

2014年全年使用Φ134×4规格轴管共1 460 t,若采用原设计Φ120×8规格轴管,共需钢材2 516 t。每年降低生产成本373.6万元,节省钢材1 056 t。按年产8万辆计算,每车节约成本约46.7元,降重约13.2 kg。由此可知,通过提高轴管材料强度,以Φ134×4轴管代替Φ120×8轴管,可实现轴管的减薄和减重,具有明显经济效益。

6 结论

a.ZQS700 MPa级电焊钢管的力学性能和焊接质量完全满足重型汽车对大扭矩高强度传动轴管的使用要求;

篇4：汽车功率扭矩问题

例1 关于汽车在水平公路上运动，下列说法中正确的是（）

A. 汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大以前，加速度是在不断增大的

B. 汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大以前，牵引力应是不断减小的

C. 汽车以最大速度行驶后，要减小速度，可减小牵引功率行驶

D. 汽车以最大速度行驶后，若再减小牵引力，速率一定减小

解析根据公式P =Fv可以判断：汽车在启动后以额定功率行驶时，在未达到最大速度之前，由于汽车的即时速度v在不断增大，而额定功率P保持不变，所以牵引力F在不断减小。由牛顿第二定律有加速度，可以判断加速度将不断减小，所以选项A错B对。当时，汽车达到最大速度，如果减小牵引过来，则也将随之减小，此时，加速度a < 0，汽车做减速运动，速度不断减小，所以选项C正确。若减小牵引力，则，加速度a < 0，汽车的速率减小，选项D正确。

综上所述知，本题应选B、C、D。

例2 质量为2 t的汽车，发动机的牵引力功率为30 kW，在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时，汽车的加速度为多大？

解析当汽车达到最大速度时，满足F = f，则根据P = Fv可得：

在以上几例中，讨论的是交通运输工具行驶的过程中，关于P = Fv中三个物理量之间的变化关系，一个物理量的变化会引起其它两个物理量随之变化，从而引起其它的相关物理量也发生变化。这其中最重要的是对公式P = Fv中F、v的物理意义的正确理解。

篇5：汽车功率扭矩问题

原车音响只有前部扬声器，是否需要改装时添加更多的扬声器

——左旋坤十堰

要说原汁原味的音乐质量，最佳音源实为两声道，也就是常说的左右声道立体声。现在大部分高品质原音CD仍然坚持双声道就是这个原因。以喇叭数量作为衡量音质标准并不科学，车用音响为了照顾后排，弥补低频的不足，往往会增加后门喇叭，其实这反而有可能会破坏整个声场。作为以自驾为主的家用车，应该把更多的资金放在前声场的改装上，后声场大可沿用原车喇叭，甚至舍弃不用。在前声场改装良好的情况下，后排乘客同样能听到很好的音质，当然如果本身期望让爱车成为移动影院，享受环绕立体声效果，那么5.1是起码的标配，只是建议坐在全车正中的皇帝位来聆听未必每个司机都能做到。

买了台老猎豹，后悬挂是钢板弹簧，能否改螺旋弹簧令乘坐更舒适？

——刘青河池

猎豹Q6的悬架采用前双横臂式，后钢板弹簧式非独立悬架。作为一款带有“大梁”的硬派越野车，这样的悬架无可厚非。钢板弹簧的好处是比螺旋弹簧更为结实耐用并适合高负重，非承载式车身设计注定了其开发设计时更多考虑到的是越野性能，而非如轿车般主打舒适性，若想将后悬挂的钢板弹簧改成螺旋弹簧势必大动干戈，理论上对于舒适性并无大的改善，更有可能引起在车辆高负重情况下，因为更改所造成的安全隐患，强烈不建议做此种改装。

最近换了免维护蓄电池，是不是什么都不用管了

——陈淼鑫襄阳

大家不要以为免维护蓄电池就是啥都不用管。这是一个实实在在对名字理解的误区，其实免维护电池和维护电池工作原理是一样的，但设计结构有所不同。免维护电池特殊的设计结构让其在充电时，能重新化合出H2O回到系统中，实现电池内部氧的循环复合。而负极亦因生成PbSO4而使极化电位降低，从而达到负极不析氢，这种设计让免维护电池在理论情况下可长期自给自足而不需要额外添加水。但在实际应用中，由于蓄电池本身故障或使用不当等各种原因，还是有可能出现电池失水的情况。若缺乏日常维护与检查有可能使电解水反应加剧，析气速度加快，失水增加。重者可能引起过充电，导致氧循环失效，致使电池工作温度上升，严重时可使电解液干涸、熔化甚至爆炸。因此电池厂家对自家产品所提出补水建议里程从3万公里到8万公里不等，只不过由于免维护电池的特殊结构，因此它的补水、补充充电等保养项目应当到专业部门去做，所以不少人宁愿到点就换更为省事。

8万公里雷诺风景，经销商让更换刹车油有必要么？

——万远贺东莞

不少车主一谈到制动系统的维护保养优先都会关注刹车片与刹车盘，其实对于驱动两者咬合制动的“刹车油”，也就是制动液同样需要密切关注。刹车油具有吸水特性，如果长时间不更换除了会因为油性改变腐蚀制动系统，给行车带来隐患，还会因为沸点降低，产生气阻而造成制动压力不足，影响制动效果。一般情况下建议车主，两年或者4万公里更换一次刹车油。鉴别刹车油是否需要更换除了简单目测其颜色深浅以外，正规修理厂会用仪器测其水份含量，达到一定含量则必须更换。普通维修厂更换刹车油，一般拧开放油螺母，通过不断添加新油并踩合刹车踏板将原有刹车油挤出更换。不过对于有一定经济能力的车主，建议多买几罐刹车油，采用循环灌注挤压的方式，用新油将整个液压刹车油管内的残余旧油冲刷一遍，直至刹车油颜色由深变浅后再最后加注足量新油效果会更好。至于市面上DOT3与DOT4的最大区别在于其平衡回流沸点温度高低，使用DOT4制动液的汽车可以更频繁地刹车，现在还有更好的DOT5.1可供选择。

想购买油电混动车子，是否会有漏电安全问题

——何志强海口

担心漏电可以说是许多人不愿选择混合动力的原因，总觉得车上背着个“大电池”是件可怕的事。特别是在发生交通事故时，万一电池破损，可谓后果严重。不过对于日趋成熟的混合动力车型，这完全是多虑了。出于安全考虑车厂会在设计混合动力车时把涉及高压电路的零部件尽量设计到了事故中不容易变形的位置。而且高压线路单独用醒目的色彩绝缘外套包裹，起到绝缘作用的同时还方便用户识别。此外即便万一发生事故，车辆也会通过气囊传感器在第一时间切断高压电源，确保驾乘人员安全。所以大可不必担心碰撞导致的漏电安全问题。

篇6：汽车功率扭矩问题

本论文的研究内容来源于国家“十一五”863计划节能与新能源汽车重大项目之“车用大功率DC-DC变换器研发”,是国家“十五”863计划电动汽车重大专项“燃料电池车用大功率DC-DC变换器”延续和深入研究。

DC-DC变换器是燃料电池电动汽车不可或缺的重要部件,是燃料电池电动汽车安全、可靠、高效运行的重要保障之一,与燃料电池电动汽车一样具有巨大的潜在市场和长远需求。随着能源危机和环境污染的加剧,国内外各大汽车研究机构都在大力研究开发节能、零污染的燃料电池电动汽车。目前研制的大多数燃料电池电动汽车中,大功率DC-DC变换器是必不可少的关键零部件之一。燃料电池电动汽车要求DC-DC变换器必须具有功率大(几十个到上百个千瓦)、效率高(大于96%)、安全可靠、体积小等特点。但是由于燃料电池电气输出特性较软且动态响应能力不足,采用DC-DC变换器对其进行功率变换、能量传递和控制是一种有效的解决方案,DC-DC变换器作为能量控制执行单元,实现对燃料电池发动机和动力蓄电池的输出进行控制,从而实现整车控制器对燃料电池车不同的控制算法,以此来提高燃料电池车动力性、燃料经济性以及其他整车性能指标。这样就要求DC-DC变换器必须具备静动态特性好、外特性调节方便、多种输入输出特性控制模式及自动切换的功能。

这一问题,在《中国电机工程学报》(Proceedings of the CSEE)2009年6月第18期的论文《燃料电池车用大功率DC-DC变换器复合输入输出特性控制系统》中得到了全面阐述。

论文指出,在常规开关电源中,一般只对输出特性进行控制,很少涉及对输入特性的控制,燃料电池车用DC-DC变换器不但要对输出进行恒压、恒流控制,还要求燃料电池在最低电压工作点(即“欠压点”)时,DC-DC变换器能够实现恒功率或减功率控制,以使发动机工作电压维持在欠压点,这是对DC-DC变换器提出的一种特殊控制特性——“输入欠压控制”。另外还要求输入输出特性之间可以自动切换,来满足整车控制策略,这些都大大提高了变换器控制系统设计的难度。

论文针对上述特殊控制要求,首先建立了输出恒压、输出恒流和输入欠压控制的闭环调节系统,然后将3个闭环控制输出调节值送入复合控制器,来选择当前的闭环调节系统,得到最终的调节信号(为三路特性信号之一,并且随着输入输出状态的变化不断自动变化),对PWM电路进行脉宽调制控制,调节绝缘栅双极型晶体管的占空比,实现DC-DC变换器的输入输出控制。按照复合输入输出特性控制的原理,建立了系统的数学模型,得到了控制系统输入输出与占空比之间的关系,并进行了仿真和实验研究。结果表明,DC-DC变换器输出恒压、输出恒流和输入欠压特性可以根据控制信号的变化进行切换,系统动态响应快,实时性和稳定性好,验证了控制系统的有效性和实验的可行性。

本研究成果应用于燃料电池汽车所需的高性能、高容量、高功率、高密度、高效率、高可靠性的大功率DC-DC变换器。截止到2008年底,已研制出多种规格的高效节能的车用大功率单向DC-DC(最大变换功率高达170kW以上)、双向DC-DC和辅助DC-DC变换器。所研制DC-DC变换器已装载于国内多台燃料电池汽车中,单台零故障累计运行六万多公里。研究结果为大功率DC-DC变换器在燃料电池汽车中的应用提供了有效的技术方案,为我国燃料电池汽车的研究开发及产业化奠定了一定的技术基础。

延伸阅读 ——燃料电池及DC/DC变换器

什么是燃料电池

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来了。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的,至今已有大约160年的历史。

燃料电池有何特点

燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说,燃料电池具有以下特点:

(1)能量转化效率高。直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料——电能转换效率在45%～60%,而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。

(2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低,CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动。

(3)燃料适用范围广。

(4)积木化强,规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适。

(5)负荷响应快,运行质量高。燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率,而且电厂离负荷可以很近,从而改善了地区频率偏移和电压波动,降低了现有变电设备和电流载波容量,减少了输变线路投资和线路损失。

中国燃料电池技术的发展现状

中国早在20世纪50年代就开展了燃料电池方面的研究且在燃料电池关键材料、关键技术的创新方面取得了许多突破。中国政府十分注重燃料电池的研究开发,陆续开发出百瓦级～30kW级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发展,开发出60kW、75kW等多种规格的质子交换膜燃料电池组,开发出电动轿车用净输出40kW、城市客车用净输出100kW燃料电池发动机,使中国的燃料电池技术跨入世界先进国家行列。

在当今全球能源紧张、油价高涨的时代,寻找新能源作为化石燃料的替代品是当务之急。因为氢能的优势明显,清洁、高效,因此得到各国政府的大力支持,加上各种能源动力企业对燃料电池的发展信心十足,所以燃料电池未来市场将有巨大的上升空间。

DC/DC(直流-直流)变换器

DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。通过对电力电子器件的通断控制,将直流电压断续地加到负载上,通过改变占空比改变输出电压平均值。

篇7：浅析<功率>的计算问题

瞬时功率是指物体（或某个力）在某时刻的功率。瞬时功率一般用推导式求解，其中，v是指该时刻力作用点的瞬时速度，θ是指力F与速度间的夹角。

[例1] 设汽车行驶时所受阻力与它的速率成正比，如果汽车以v的速度匀速行驶时，发动机的功率为P。当汽车以2v 的速率匀速行驶时，汽车发动机的功率为（）

A. PB. 2P

C. 3PD. 4P

分析：这是一个变力做功的问题。由题意知汽车以速度v匀速行驶时，汽车的牵引力为F1=Fj=kv，此时汽车的功率为P=F1v=kv·v=kv2 ①

当汽车以2v的速率匀速行驶时，汽车的牵引力变为F=F1j=k·2v，此时汽车的功率变为P2=F2v2=4kv2②解①②两式可得P2=4P

[例2] 如图1所示，用F=20N的力使重物G由静止开始，以0.2m/s2的加速度提升，则第5s末力F的功率为多大？

分析：这是一个恒力做功的问题，在第5s末物体的速度为v1=at=0.2×5m/s=1m/s此时力F的作用点A的瞬时速度为v2=2vadb=2m/s，所以在第5s末力F的功率为P=Fv=20×2W=40W。

二、求平均功率

平均功率能粗略地描述力在某一段时间内做功的快慢程度。求平均功率有两条途径：

其一，用定义式P=■计算；

其二，用推导式P=Fvcosθ计算。

[例3] 跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg，他1分钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的■，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为多大？（g取10m/s2）

分析：运动员跳绳一次需时t=■=■s运动员跳离地面的时间 t1=■(1-■)=■s功率是中学物理中的一个重要概念，它描述某个物体（或某个力）做功快慢情况，功则运动员上跳的时间t2=■=0.1s运动员跳绳上升的高度h=■gt2 =■×10×0.12m0.05m则运动员跳绳一次需克服重力做功：W=mgh=50×10×■J=25J所以该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为P=■=■=75W

三、求某个力的功率

功率是描述某个力做功快慢的物理量，既可能是某个力的功率，也可能是合力的功率。在计算中务必弄清要求哪个力的功率。

[例4] 一质量为m的物体，在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上，现把其中一个水平方向的力F突然增大到3F，保持其他力不变，则在ts末该力的功率为（）

A.■tB.■t C.■t D.■t

分析：由题意可知，题中要求的是3F这个力在ts末的瞬时功率。对物体应用牛顿第二定律得3F-F=ma在ts末物体的速度为v=at=■由功率推导式P=Fv得P=3F·■=■所以选项B正确

四、求曲线运动中的功率

当物体做曲线运动时，应用推导式P=Fvcosθ求功率要注意θ角的意义，它是指力F与速度v间的夹角。

[例5] ：一质量为m=1.0kg的物体以初速度v0=10m/s做平抛运动。则在第1.0s末重力的瞬时功率为多大？（g取10m/s2）

分析：在第ls末物体的竖直分速度为v1=gt=10×1.0m/s=10m/s

由图2可知v=■=10■m/s

cosθ=■=■=■所以重力在第ls末的瞬时功率为P=Fvcosθ=mgv·cosθ=1.0×10×10■×■W=100W

五、求流体的功率