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作者签名：超堡

导师签名

，

日期：卫生年．１月ｊ日

硕十学位论文 第一章绪论

１．１引言

第一章绪论

当代高技术条件下的战争，是一场陆、海、空、天、电五维一体的作战，军

用越野车成为现代战争的重要装备。特别是高机动性能的轻型越野车，不但能够

很好的保障战场人员输送及后勤物资的供给，而且战时还可以直接装备各种轻型

武器，给敌方战斗目标施以出其不意的打击；更重要的是其自身目标小，容易伪

装，具有很高的机动越野性能，在一定程度上能够摆脱敌方武器的打击，具有较

高的战场生存能力。因此军用轻型越野车成为各国发展军用装备的重点。随着我

军现代化、正规化建设的深入和各军事强国陆续开发并装备了新型的轻型越野车，

中央军委也开始重视研制和开发国产高性能的军用越野车，特别是在“政治合格、

军事过硬、作风优良、纪律严明、保障有力”的新时期军队建设总要求下，我国

军用轻型越野车的发展更是取得了长足的进步，一批批高性能的军用轻型越野车

如东风“猛士＂等纷纷研制成功并陆续装备军队。

１．２军用轻型越野车的发展状况

１．２．１世界军用轻型越野车的发展状况

如果以大规模地面战为指导，主战坦克、步兵战车和武装直升机占据主导地

位的半个世纪冷战比作现代陆军“重骑兵’’时代，那么冷战后这十几年就是世界

陆军向“轻重并举’’转型的时代。９０年代后至今，由于前苏联的解体和海湾战

争，各军事强国都着手重新制定本国的军事与国防科技战略，并着手对国防科技

工业进行调整与改革，各国开始大量地削减军费开支。因此在现代化高技术条件

下的战场条件下，低成本、高机动性能的轻型军用越野车越来越受到各国的青睐。

电子技术和计算机控制技术的飞速发展和广泛运用，也使得轻型军用越野车的发

展驶入了一条快车道。世界各军事强国对军用轻型越野车的研制非常重视，纷纷

推出自己的新一代高机动性能轻型越野车。被称为同尔曼野狗的野犬一Ｉ和野犬一

ＩＩ相继由德国ＫＭＷ公司研制出来；意大利菲亚特一依维柯防务公司也不甘落后，

其研制的轻型越野车ＭＡＹ一５也粉墨登场，在世界军火市场上与德国的野犬一ＩＩ、

美国的悍马等一争高低；瑞士莫瓦格公司研制出的被称为莫瓦格之鹰的鹰～Ⅳ更

被外界普遍认为是军用轻型越野车发展史上的一个奇迹。享誉全球的美国悍马、

英国兰德一路虎、德国奔驰汽车公司的双子星座乌尼莫克和Ｇ系列也同样适时开

发出了最新改进型的军用轻型越野车。其中当属美国的悍马轻型越野车最为有

硕十学｛＝）：论立 第～章绪论

名，特别是在两次海湾战争中，美军的悍马军用越野车以其卓越的性能而名声赫

赫【‘司。

曩嫩

匮ｊ

图卜１悍马Ｍ１０３８型越野车

现代陆争要求诸军、兵种在复杂多坐的战场Ｊ：，克服天气、地形障碍，以快

速机动实现怫同作摧。因此，对军用越野车辆不断提出更高的要求。悍马车Ｊ下是

在这样的需求下应运而生的。

悍马车的设计思想体现了高机动性、良好越野性和适于变形的多样性。悍马

Ｍ１０３８整车采用铝合会车身和车架，玻璃钢发动机盖，质量轻并且强度高；车自

重约２ｊｔ．净载重可达１．９ｔ；动力装置采Ｊｌ｛通Ｈｊ汽车公刊的Ｖ型８缸风冷柴油

机；ｄ＊后桥均采片｛独特的轮边减速器和ｌ『【｜轮独扯恳挂系统：１ ８３ｍ的超宽轮距、

超宽断面无内胎越野轮胎以及中央充气放气系统．使悍马车能爬上６０％的斜坡。

其主要技术参数如Ｆ表所示；

袁卜１悍马Ｍ１０３８主要技术参数

整１外形尺寸（Ｍ１０３８ｍ）（１１１） ４ ７２ｘ２１８×ｌ８３

驱动形式

发动机刑式 ８缸６．２１风玲柴油机

输山功率（ｋｗ） １２７／３４００

最高时谜ｋｍ／ｈ

传动系统 网档自动变述

制动裴置 珊式

转向机构 动山辅助转向

最小转向小径（ｍ）

正是龋Ｊ‘所具备的这些优异性能，悍马越野车在两次海湾战争中战功卓著，使其

赢得了“越野之土”的黄誉，卒今仍旧是军用轻ｌ”越野牟的典范。

２２我国军用轻型越野车的发展状况

我固军用越野牟的发腿也经历了～个相当艰难的历程，大致可以分为３个阶

段。出ｒ整体工业基础的限制以及前苏联川出发展重型越野车的缘故，建国后我

田军用轻型越野车的发展螭本处Ｆ停滞的阶段。卣到１９６０年１２月，巾央军委总

参谋部Ｆ达第’机械］：业部所腻的北京汽车制造厂研制、ｑ－产年州轻型越野车的

任务。１９６３年丌始分别在第汽车制造厂和南京汽车制造ｒ组纵１吨．２５吨和

硕十学位论文 第一章绪论

３

５吨越野车的生产。６０年代后期。山北汽制造的Ｂｊ一２１０和南汽的Ｎ Ｊ一２３０先后

投产．标志着我蚓第一代年Ⅲ轻型越野车的诞生【…。

图卜２ＢＪ．２】０越野车

进入上个世纪９０年代，我团军用轻型越野车的发展也跟随世界的脚步步入

了条快车道。南京依维柯汽车有限公司相继推出了ＮＪ２０４５和ＮＪ一２０４６等型号

的轻型军用越里ｆ车…。

图ｔ－３ＮＪ－２０４６越野车

ＮＪ＿２０４６越野车装备的索非姆发动机采川增压或增压中冷技术，配备了北京

博格华纳的５速联体变速器一分动器，齿轮齿条式助力转向器，带差逮锁的自口桥，

制动间隙分别自动和半自动调整的前、后制动器。该车以其良好的动力性、经济

性和可靠性迅速大批量地装备部队，足日前部队轻型越野车的主力车种之 。

另一种主力车利，是山北京吉昔公司研制成功的北京“勇士”战地越野车【５ｌ，

该车于２００５年５月，山北京吉普公讨在第八届中国北京国际科技产品博览会上

宣布研制成功。

该车装备了日产３２升排量增压中冷柴油发动机，发动机３６００转每分钟时

输出额定功率为１０ｌ５ｙ－瓦，最大输出扭砸可达３１３牛米，…ｍ匹｝ｊ已有技术先

进、质量轻、噪音小的三维同步结构的血迷血挡同步手动变速器，传动效率高。

ｊ１１：／７１＂，“勇Ｉ：”还配制了一般车型不ｊ｝备的烈体制仝球１１星导航定位和无线集群

通信系统．使该年的信息化水平提尚了个大的台阶，真ｌＦ体现了新时删我军实

现从机械化向信息化的跨越式发展的Ｈ标．也枷；忐着我军第一二代＇ｏｄｉｔＪ轻型越野牟

硕十学什论文 第一节绪论

的研制扶得了较１６ｊ】满成功

图卜４北京勇士吉普

近几年柬，在嘬持军民一体化，建设和完善寓军于民的国防科技创新体系的

影响下，新型军用轻型越野车的研制义取得了重人的突破。２００６年１２月。具有

完仝自主知口｛产权的笫三代越野车东风“猛士”越野车在东风汽车公司宣斫珊制

成功”１Ｊ。

东Ｍ“猛上”１５吨级高机动忖！轻型越野车，是一个系列化、多用途，全新

的第三代高技术的战术平台．整车战术技术性能达到幽际同类军车先进水平。该

车对其承载系、转向系、制动系、冷却系、传动系和电器进行了全新的设计：对

动力系、ＡＢＳ系统进行了集成创新。

圈】．５东风。猛士”越野丰

表１．２东风“驻士”越野车参敷表

乍颦（尊排软顶ＥＱ２０５０ＥＲ） 参数

Ｋｘ宽×高（ｍｍ） ４６９８ｘ２１７４ｘ２４１２

址斋质培（ｋｇ） ３２５０

档拽质墒（ｋｇ） ｌ １ ７５０

硕＋学位论文 第一章绪论

允许最大总质量（ｋｇ）

５０００

允许拖挂质量（ｋｇ） ２０００

接近角（ｏ） ７０

离去角（ｏ） ４５

最小离地间隙（ｒａｍ） ４１０

最高车速（ｋｍ／ｈ） １０５

最大爬坡度（ｏ） ３０

垂直障碍（ｍｍ） ４５０

装备东风１１２千瓦增压中冷柴油机、膜片离合器和五档手动变速器，得到了

很好的经济性，续驶里程可达９００公里；装备１４５千瓦Ｖ８电控增压柴油机和四

档液力自动变速器，Ｏ＂－－８０Ｋｍ／ｈ的加速时间为１７秒，最高行使车速可达１３５Ｉ（ＩＩｌ／ｈ，

续驶里程可达６００公里；此外它还可以装备东风康明斯高压共轨电控发动机，能

同时获得更好的动力性、经济性和排放水平。该车型具体参数如表１－２所示。

１．２．３军用轻型越野车的发展趋势

综上关于国内外轻型军用越野车的发展状况可以看出，未来轻型军用越野车

的发展主要有以下趋势：

（１）越野车的动力源将广泛采用大功率增压柴油发动机，可以提高车辆的

最高车速和加速性和续驶里程等动力指标，同时柴油发动机具有较高的经济性，

这也是目前世界汽车发展的大趋势。

（２）越野车多数采用先进的独立悬挂系统，以改善成员的舒适性；先进的

电子技术和计算机控制技术使得ＡＢＳ／ＡＳＲ系统、自动化轮胎中央冲放气系统、电

液后桥转向系统以及状态检测与故障诊断系统以及先进的全球定位系统等在越

野车上将会得到普遍的运用，进一步提升其机动性能、操控性能和越野性能。

（３）伴随着材料技术日新月异的发展，军用轻型越野车将会越来越多地采

用质量轻、强度高的高性能新材料，以降低越野车重量，同时也有利于为其装备

必要的装甲防护。

此外，最为明显的一种趋势是越野车采用的变速器越来越朝着高档位变速方

向发展。从上面的分析中可知，从最初的ＢＪ一２１０的四档手动变速器到后来的北

京“勇士”吉普的五档手动变速器，再到最新研制成功的东风“猛士”的五档手

动变速器以及四档液力自动变速器。从目前的车市上看，大量的六档变速器在汽

车上的运用已经屡见不鲜了，～汽“奔腾”、长安马自达６等中高档车上都采用

了六档手自～体变速器。山西大同齿轮集团更是率先设计出了ＤＣＴＪＩＯＯＴ七挡变

速器。其结构和技术参数分别如图（卜６）和表（１－３）所示【引。此变速器已经成

功运用于国产的某些载重汽车上。

硕士学位论文 第一章绪论

图１－６ＤＣ７Ｊ１００Ｔ七挡变速器结构图

表１．３ＤＣ７Ｊ１００Ｔ七挡变速器技术参数表

换档形式 三至七档同步器换档，一、二、倒档结合套换档

变速箱 档位 四 五

—！。

七 Ｒ ／、

速比 ＯＣ７Ｊ１００ＴＡ ８．４ ５．５２ ３．６２ ２．３６ １．５４ １ ０．７９ ８．６３

ＤＣ７Ｊ１００ＴＣ １０．６８ ７．０２ ４．６０２ ２．９９ ２．０９ １．４６ ｌ １０。９８

输入最人扭矩 ９８０Ｎ．ｍ

输入最大转速 ３０００ｒｐｍ

润滑油 ＧＬ一４ ９０＃中负荷１：辆齿轮油

灌油容量 、０Ｌ

排挡位置

ⅥＩ／）（Ｖ）（１１１）（Ｉ）前

选 人、七档１０．６７ｏ（行程１１）

（上盖

一

工 丫

、

档 四、五档５．１７

ｏ

（空）

导块 ． 。Ｉ ＼． 一 摆 二、三档１０．５ｏ（行程１１）

Ｖ１）（ＩＶ）（１１７ （Ｒ）届

位置） 角 一、Ｒ档２ｌ。行程（２２）

换档摆角１５．３０（行程１４．５）

这些高档位变速器可以优化与柴油机动力源的扭矩及功率等匹配，同时和配

备各种先进的差速器以及离合器等来共同提高提高车辆动力性和经济性。下面以

四档变速器为对象分析车辆的动力性【９１。

本论文采用传动功率损失率作为动力性能发挥程度的评价指标。

车辆驱动力ｆ以及车速屹的关系式ＯＨＴ－

Ｆ：—Ｍｅｌｏ—ｌｇｒｌ （１．１）

。

心

心啮舻黼２警

㈤２，

６

硕士学位论文 第～章绪论

式中：必——发动机的有效扭矩（Ｎ．ｍ）；

Ｌ，乞——分别为变速器和减速器的速比；

绣——传动系效率；

疋——车轮滚动半径（ｍ）；

吃——发动机转速（ｒ／ｍｉｎ）；

Ｆ——车辆驱动力（Ｎ）；

％——车辆的行驶速度（Ｋｍ／ｈ）。

图示（１－７）为装有四档变速器的车辆驱动力与车速关系图，盐线上方的区

域为因发动机功率所限，车辆不能达到的工作范围，下方的阴影部分为车辆功率

损失的工作区。

在车辆前进档数一定的条件下优选变速器各档的传动比，使车辆的传动特性

最接近理想特性，即图中阴影最小。

Ｆ。

Ｆ。。，

图中，１一一装有等功率发动机车辆的传动特性曲线；

２、３、４、５一一装有四档变速器车辆分别在一、二、三、四档时的传动特性曲线

图１．７四档变速器车辆传动特性曲线

对于１３档变速器，第ｊ档是车轮的驱动力：

历＝警

㈨３，

式中：－＝Ｌｔ，第ｊ档时变速系的速比；

发动机扭矩用多项式表示：

Ｍ＝∑吼磋

（Ｉ－４）

ｋ＝Ｏ

式中：所——发动机扭矩模型中多项式的阶数；

吼——多项式中的系数；

那么第ｊ档时，驱动力Ｆ在传动特性曲线图中所围面积为：

７

硕士学位论文 第一章绪论

牛胁：∥竿一ｏ．３７７玩薹吲１制＋１）ｍ５，

式中：，乃＋，——发动机在第ｊ档时的转速工作范围；

另瓯：—０．３了７丁７ｒ／ ａｋ，则ｎ档变速器各档驱动力曲线Ｅ所围面积和为：

庀＋ｌ

彳。档和２喜ｆ“乃咖２喜薹瓯（嘭：一矿“）

ｃ・ ・ ６，

因恒功率发动机具有特性：

Ｐ＝哆怫＝ｃｏｎｓｔ＝Ｍ，ｎｐ

式中：Ｍｐ，％——发动机在最大功率时的扭矩（Ｎ。ｍ）和转速（ｒ／ｍｉｎ）：

故理想特性的驱动力Ｅ如下：

（１．７）

ｆ＝半丝％＝半‰

ｍ８，

理想驱动力曲线下包围的面积为：

么旷ｅ互西－０．３７７协Ｍｐｎｐ．１ｎ詈

（１－９）

式中：‰ｉ。——车辆的最低稳定车速，是在传动特性图中对应最大驱动力时的最

高车速（Ｋｍ／ｈ）：

‰——传动特性图中，车辆的最高车速（Ｋｍ／ｈ）

定义传动功率损失率靠为：

昴＝等≥２

０．３７７ｒＩ Ｍｐｎｐ．Ｉｎ导一∑∑ｂ。（唰一∥）‘

———————上业—盟上生————一

（１．１０）

ｏ．３７７ｒ／ Ｍｐｎｐ．ｈｌ导

ｒｉｌｌｎ

传动功率损失率鼻反映了车辆实际的动力传动系特性与理想的动力传动系

之间的差距，也能反映车辆动力性的大小和车辆动力性能的发挥程度。靠越小，

传动系统与发动机在动力性能发面匹配得越好。

８

硕十学位论文 第一章绪论

从上式知，靠只是刀，的函数，传动功率的损失率只与变速器的档位数和换

档点速度所确定的各档转速工作范围有关。从上图（１—７）可以清楚地看出，档

位数越多，图中阴影部分面积越小，动力性越好。为此，目前的车辆设计方面广

泛采用高档位变速器，通过优化目标控制选择最优换档车速来尽量提高车辆的动

力性。

从以上分析可知，虽然轻型军用越野车取得了长足的发展，各方面性能也不

断得到改善，但是应该看到几乎所有的轻型军用越野车的传动系统仍旧采用的是

传统的机械传动或者是液力机械传动，由于这几种传动方式各自存在着不足，制

约了越野车性能的进一步提高，而目前迅速发展的电传动、静液压传动等传动技

术为将来越野车的发展提供了契机。

１．３车辆传动方式的发展现状和比较研究

目前车辆的传动方式主要有纯机械、液力、静液压和电传动四种。

１．３．１纯机械传动

纯机械传动由于结构简单、成本低、效率较高，曾经普遍应用于车辆领域。

但传统的机械采用有级变速需要频繁换挡以满足车辆动力性要求，劳动强度大，

很容易造成驾驶员疲劳，从而降低了行驶安全性。并且很难保证发动机始终处于

最佳动力性或最佳经济性工作状态，还存在换挡时的动力中断问题，严重制约了

车辆性能的提高。

无级变速器（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ简称ＣＶＴ）可以有效

地解决有级变速器存在的一些问题，例如可使发动机工作在较高的效率区；有最

大的燃油经济性和最低的排放污染；操作方便，降低了驾驶员的疲劳强度；可以

控制发动机的转速在小范围变化而车速在较宽的范围内变化，这样可以使发动机

的工作状态比较稳定；能较好地协调车辆的外界行驶条件与发动机的负荷，充分

发挥发动机的功率潜力。由于以上优点，无级变速是人们一直追求的目标，它的

优越性能被认为是车辆理想的传动形式，它可以根据行驶状念和发动机工作状态

使车辆达到最佳的行驶性能［１０～１３１。

无级变速器的研究并非一帆风顺，早在１８８６年，德国Ｄａｉｍｌａｒ－Ｂｅｎｚ公司生