一種提高車輛燃油效率的通用内燃機推進方法及相應的傳動設計
基于對内燃機 (IC) 工作曲線的分析，推廣了一種以案例為重點的推進方法，以提高車輛的燃油效率。通過高效的單級齒輪傳動控制發動機始終運作在最佳工作狀态，市場上不同品牌的内燃機推進方法的例子表明，這種方法有可能将發動機燃料消耗降低 5 ~ 39%。然後開發了一個 n 速比自動單級齒輪變速器的概念設計。
内燃機工作曲線的讨論
通常，有兩種類型的測試：以可變速度進行測試，以及恒速測試。速試驗可分為全負荷試驗和部分負荷試驗。進行恒速測試主要是為了确定比油耗。
火花點火 (SI)發動機的最大功率測試，油門全開，通過刹車力矩維持最低轉速。當發動機在溫度平衡附近運作時，檢測燃料消耗。進行變速部分負載，例如負載的1/N，調整制動器和油門以達到每個速度下最大功率的1/N。制動馬力與速度的關系曲線無需運作測試，油耗會随着負載和油門的變化而變化。
壓燃式 (CI) 發動機變速全功率試驗通過與SI發動機測試相同的程式，調整制動扭矩直到達到最低工作轉速，燃油泵噴射一定量的燃油，使廢氣略帶顔色，排氣煙的顔色是識别最大負荷的好方法。這表明發動機接近最大負荷，因為一些燃料在煙霧中被浪費了。
恒速測試是用可變油門從空載到滿載進行的，以獲得平滑的曲線。從空載開始，調節油門以獲得指定速度。第一次運作後，增加負載并将油門開得更大以保持相同的速度。測試一直持續到最後一次全負載運作時節氣門全開。在 CI 發動機測試中，最後一次測試會在廢氣中産生煙霧。
利用内燃機工作曲線開發的推進方法
為了更好地了解内燃機的工作特性， 這裡采用制動力矩曲線和bsfc曲線進行分析。實驗結果顯示了如何使用發動機速度、輸出扭矩和燃料消耗之間的獨特關系可以提高燃料效率。采用高效齒輪傳動可以使内燃機運作在最理想的轉速範圍内，同時做功在它最常用的速度範圍。内燃機可以以最低的油耗運作在最理想的轉速下，完成原本應該以最常用轉速完成的工作。
通過對發動機輸出扭矩和輸出轉速的研究，提供了通過适當的傳動比來開發一對輸出速度和扭矩以比對最常用的速度和扭矩的可能性。如果最期望的速度範圍遠離最常用的速度，則傳動比可以相對較大。
在這種情況下，變速器輸出軸的輸出扭矩可能與最常用的扭矩不比對；但是，在這種情況下，通過使用更接近最常用速度的适當速度來代替最需要的速度，會使傳動比變小。這樣一來，雖然油耗略高于理想情況，但仍會利用内燃機的工作特性，達到更好的燃油效率。
與傳統推進方式相比，所提出的推進方式可降低油耗達5~39%。對于不同類型的内燃機，其工作曲線有很大差異。值得注意的是，對于每個單獨的發動機，對應于最常用速度範圍的燃料減少比和扭矩變化比的曲線可能與實驗結果略有不同，因為該曲線是從平均值發展 而來的。
然而，統計結果能夠科學地驗證所提出的推進方法，并確定其在節能方面的應用。基于case-emphasised的推進方式，一般很難有一個多傳動比的變速器來滿足車輛所有内燃機控制的需要。一種通用的解決方案是使用無級變速器 (CVT)，令人失望的是，應用于車輛的CVT機械效率很低，通常在80%左右。
以目前汽車傳動設計中廣泛使用的機械式CVT現有存量來看，由于這些CVT都是以摩擦力傳遞動力，摩擦消耗能量是不可避免的。是以，此類 CVT 的效率永遠無法令人滿意。如果采用目前的CVT技術來執行case-emphasised的推進方式，那麼内燃機的整體燃油效率反而會變差而不是提高。
n速比自動變速器的概念設計
如果内燃機采用所提出的推進方法并與 n 速比自動變速器相結合，與傳統推進方法和傳統 CVT 相比，它可以降低總油耗。首先，所有安裝在傳動軸上的齒輪副都可以不受限制地繞軸旋轉，進而得到旋轉軸承的支撐。在應用中，傳動控制器可以比對任意推進情況下最常用速度與最理想速度之比的适當傳動比I。
如果n檔自動變速器的檔位區間比較窄，效果會比較好。如果控制齒輪副提供相應的傳動比，則電磁執行器将被驅動。随着執行器的膨脹，離合器葉片之間的接觸力将齒輪固定在軸上旋轉。這樣，這對配對齒輪就可以開始傳遞動力和運動了。
顯然，與此同時，其他未鎖緊的齒輪副也會随着軸承在軸上自由轉動。這樣，支撐軸承承受的接觸載荷很小，由此産生的能量消耗可以忽略不計。這種類型的電磁離合器以優良的工作性能廣泛應用于數控機床系統控制中。綜合結果表明，n 速比自動變速器的概念設計為所提出的推進方法提供了有效途徑。
參考文獻：
【1】《汽車技術》
【2】《機械液壓系統與液壓傳動》
【3】《機械設計》
