Автомобили малого класса местного сообщения с разработкой сцепления (стр. 5 из 8)

2.3.2. Передаточное число главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля на высшей ступени в коробке передач по формуле:

, (2.16)

где u₀ – передаточное число главной передачи;

r_д – динамический радиус колеса, м;

n_max – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя (n_max= n_νили n_max= n_N), мин^-1;

u_кв, u_дв – передаточные числа высшей передачи в основной коробке передач и дополнительной коробке передач;

V_amax – максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче, км/ч.

После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.16), получаем:

.

2.3.3. Передаточное число низшей ступени в коробке передач

Передаточное число низшей ступени в коробке передач определяется из условия обеспечения возможности движения автомобиля по дороге с заданным суммарным коэффициентом сопротивлением. Формула для расчета передаточного числа выводится из уравнения силового баланса при установившемся движении и имеет вид:

, (2.17)

где u_k1 – передаточное число низшей ступени в коробке передач;

ψ_max – максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги (указан в задании на курсовой проект);

m_a – полная масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения (g= 9,81), м/с²;

r_д – динамический радиус колеса, м;

M_kmax – максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м;

u₀ – передаточное число главной передачи;

u_дв – передаточное число высшей ступени в дополнительной коробке передач;

n_тр – КПД трансмиссии.

Полученное значение передаточного числа низшей ступени в коробке передач проверяется по условиям сцепления ведущих колес с дорогой по формуле:

, (2.18)

где u_k1φ – передаточное число низшей ступени в коробке передач по условиям

сцепления ведущих колес с дорогой;

φ_х – коэффициент сцепления пневматических шин с дорогой (расчеты проводятся для условий движения по хорошему сухому шоссе при φ_х= 0,7…0,8);

m_φ – сцепная масса автомобиля, кг.

Сцепная масса определяется как масса, приходящаяся на колеса ведущих мостов автомобиля с учетом динамического перераспределения нагрузки:

для автомобилей с задним расположением ведущих мостов

m_φ= k_R2∙m₂; k_R2= 1,1…1,3, (2.19)

где m₁, m₂ – массы автомобиля, приходящаяся соответственно на передний и

задний мосты, кг;

k_R2, k_R1 – коэффициенты динамического перераспределения нагрузки.

Кроме того, для грузовых автомобилей и автопоездов передаточное число ступени в коробке передач должно удовлетворять условию обеспечения минимально устойчивой скорости движения. Для автомобилей без дополнительной коробки передач:

, (2.20)

где u_k1v – передаточное число низшей ступени в КП по условию обеспечения

минимально устойчивой скорости движения автомобиля;

n_min – минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

V_amin – минимальная устойчивая скорость движения автомобиля (принимается V_amin= 4…5), км/ч.

После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.17), (2.18), (2.19), (2.20) получаем:

;

m_φ= 1,2∙3675=4410кг;

;

.

Принимаем u_k1= 6,456.

2.3.4. Передаточные числа промежуточных ступеней в коробке передач

Передаточные числа промежуточных ступеней в коробке передач выбирают из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также возможности длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

Для того чтобы в процессе разгона автомобиля двигатель работал с наибольшей средней мощностью, его частота вращения должна находится в диапазоне частот, близком к частоте максимальной мощности. Тогда передаточное число каждой последующей ступени получается из предыдущего умножением на постоянный множитель ряда геометрической прогрессии. Для i-й ступени в коробке передач имеем:

, (2.21)

где u_ki – передаточное число i-й ступени в коробке передач;

u_k1 – передаточное число низшей ступени в коробке передач;

u_кв – передаточное число высшей ступени в коробке передач;

m – количество ступеней в коробке передач.

После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.21), получаем:

,

,

,

.

Значения передаточных чисел агрегатов трансмиссии сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Параметры трансмиссии

Наименование параметра	Значения по расчёту
1	2
1. Передаточное число главной передачи, u0	6,365
2. Диапазон передаточных чисел коробки передач, Дк	8,172
3. Количество ступеней в коробке передач, m	6
4. Передаточные числа коробки передач: uk1 uk2 uk3 uk4 uk5 uk6	6,456 4,241 2,786 1,830 1,203 0,790

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЦЕНОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ

3.1. Оценочные параметры тягово-скоростных свойств

1. P_Tmax – максимальная тяговая сила на передачах;

2. P_T = f(V_a) – тягово-скоростная характеристика;

3. V_amax – максимальная скорость движения;

4.D_max – максимальный динамический фактор;

5. D = f(V_a) – динамическая характеристика;

6. j_amax – максимальное ускорение на передачах;

7. j_a = f(V_a) – диаграмма ускорений;

8. t_p, S_p – время и путь разгона до максимальной скорости;

9. t_p, S_p = f(V_a) – скоростная характеристика «разгон-выбег»

3.2. Алгоритм определения оценочных параметров

3.2.1. Определение тягово-скоростной характеристики

ТСХ – это зависимость тяговой силы от скорости движения автомобиля

.

Рис. 3.1. Пример тягово-скоростной характеристики

Для определения тягово-скоростной характеристики будем использовать внешнюю скоростную характеристику.

ТСХ рассчитывается по следующим формулам:

1. Сила тяги

, (3.1)

где P_T – тяговая сила, Н;

M_e – крутящий момент, Н∙м;

U_тр – передаточное число трансмиссии;

η_тр – КПД трансмиссии;

r_д – динамический радиус, м.

2. Скорость движения

, (3.2)

где V_amax – максимальная скорость движения, км/ч;

n_e – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

U_тр – передаточное число трансмиссии.

Рис. 3.2. Тягово-скоростная характеристика

1. Расчет тяговой силы на Iпередаче при M_e = 330,2 Н∙м:

2. Расчет скорости движения автомобиля на Iпередаче при n_e = 600 об/мин:

Значения тяговой силы и скорости движения для остальных точек расчета приведены в таблице 3.1.

3.2.2. Определение максимальной скорости движения

Максимальная скорость автомобиля определяется по диаграмме силового баланса (пересечение кривой VIи P_к+P_п+P_в).

Рис. 3.3. Пример диаграммы силового баланса

Максимальная скорость движения определяется по формуле:

, (3.3)