题目
已知某车型的主减速器传动比i_0为5.8,车轮半径为0.67m,该车以60km/h行驶时,此时发动机燃油消耗率最低时对应的转速为1800r/min,所有阻力功率之和为260kW,传动系统的传动效率为0.86,请问此时无级变速器的传动比为多少,才能满足燃油消耗率最低的要求?A. 2.164B. 1.862C. 1.742D. 1.307
已知某车型的主减速器传动比$i_0$为5.8,车轮半径为0.67m,该车以60km/h行驶时,此时发动机燃油消耗率最低时对应的转速为1800r/min,所有阻力功率之和为260kW,传动系统的传动效率为0.86,请问此时无级变速器的传动比为多少,才能满足燃油消耗率最低的要求?
A. 2.164
B. 1.862
C. 1.742
D. 1.307
题目解答
答案
D. 1.307
解析
本题考查汽车传动系统中无级变速器传动比的计算,解题的关键在于根据汽车行驶速度、发动机转速、主减速器传动比以及传动效率等条件,利用功率和转速的关系来求解无级变速器的传动比。
- 首先,将汽车行驶速度的单位从$km/h$转换为$m/s$:
已知汽车行驶速度$v = 60km/h$,根据单位换算公式$1km = 1000m$,$1h = 3600s$,可得$v=60\times\frac{1000}{3600}m/s=\frac{50}{3}m/s$。 - 然后,计算车轮的角速度$\omega$:
根据角速度与线速度的关系$v = r\omega$(其中$r$为车轮半径),已知车轮半径$r = 0.67m$,则车轮角速度$\omega=\frac{v}{r}=\frac{\frac{50}{3}}{0.67}rad/s\approx24.93rad/s$。 - 接着,将车轮角速度转换为车轮转速$n_t$($r/min$):
因为$1rad=\frac{1}{2\pi}$转,$1min = 60s$,所以$n_t=\frac{\omega\times60}{2\pi}=\frac{24.93\times60}{2\pi}r/min\approx238.2r/min$。 - 再根据传动系统的功率关系计算发动机输出功率$P_e$:
已知所有阻力功率之和$P_f = 260kW$,传动系统的传动效率$\eta = 0.86$,根据$P_f=\eta P_e$,可得发动机输出功率$P_e=\frac{P_f}{\eta}=\frac{260}{0.86}kW\approx302.33kW$。 - 设无级变速器的传动比为$i_c$,主减速器传动比为$i_0 = 5.8$,发动机转速为$n_e = 1800r/min$,车轮转速为$n_t$,根据传动比的关系有$n_t=\frac{n_e}{i_c\times i_0}$,变形可得$i_c=\frac{n_e}{n_t\times i_0}$。
将$n_e = 1800r/min$,$n_t\approx238.2r/min$,$i_0 = 5.8$代入上式,可得$i_c=\frac{1800}{238.2\times5.8}\approx1.307$。