Визначення параметрів трансмісії автомобіля

Передавальне число головної передачі визначають за умови забезпечення заданої максимальної швидкості автомобіля V_max (в м/с) при прийнятому значенні n_max за формулою:

, (1.37)

де i₀ – передавальне число головної передачі;

r_к – радіус колеса, м; для чисельного розрахунку r_к = 0, 358 м;

i_кв - передавальне число КП на вищій ступені; приймаємо i_кв =1;

i_д - передавальне число вищої ступені додаткової передачі (роздавальна коробка, демультиплікатор); i_д =1(відсутні);

i_s - ковзання гідротрансформатора. Якщо в гідротрансформаторі передбачено блокування, а також у випадку вживання трансмісії механічного типу, коли гідротрансформатор відсутній, i_s = 1. На вищому швидкісному режимі i_s = 0, 97… 0, 98. Якщо в трансмісії автомобіля не передбачена прискорювальна передача, то вищою є пряма передача, а i_кв = 1. За наявності прискорювальної передачі приймають i_кв = 0, 75…0, 85. Передавальне число вищої ступені додаткової передачі вибирають у межах i_д = 1, 0…1, 5 [7].

Чисельний розрахунок:

Приймаємо

Передавальне число КП на першій передачі визначається з умови можливості подолання автомобілем при рівномірному русі заданого максимального дорожнього опору ψ _max.

Передавальне число КП на першій передачі визначають за формулою:

, (1.38)

де М_emax – максимальний крутний момент двигуна, Н·м;

– ККД трансмісії; = 0, 9.

Чисельне значення:

Отримане передавальне число i_кi, необхідно перевірити по умові забезпечення зчеплення провідних коліс з дорогою.

Максимально можливе передавальне число коробки на першій передачі по умові зчеплення провідних коліс визначають за формулою:

(1.39)

де φ – коефіцієнт зчеплення (значення, що рекомендуються φ = 0, 2…0, 8); приймаємо – φ = 0, 5;

m_p2 – коефіцієнт зміни нормальних реакцій на ведучих (задніх) колесах автомобіля (при розгоні m_p2max = 1, 15…1, 20);

М₂ = (M_a·a)/l_a – маса, що приходиться на задні ведучі колеса автомобіля в статичному положенні; М₂·g = 48030 Н (с. 8);

L = (а + b) - колісна база автомобіля;

а, b - відстані від центра мас автомобіля до переднього або заднього мостів відповідно. Якщо проектується автомобіль зі всіма ведучими колесами, то m_pmax = 1, а G₂ = G_а.

Можливість руху автомобіля на дорогах з прийнятим коефіцієнтом зчеплення буде забезпечена за умови дотриманні нерівності i_φ ≥ i_к1.

Чисельний розрахунок:

Отже умова виконується.

Передавальне число першої ступені коробки передач автомобіля з гідромеханічною трансмісією визначають за умови забезпечення зчеплення ведучих коліс з дорогою за формулою:

, (1.40)

де к_max – максимальне значення коефіцієнта трансформація крутного моменту гідротрансформатора;

φ = 0, 8…1, 0 – коефіцієнт зчеплення.

Коефіцієнт трансформації к_max визначають на підставі вибраної за прототипом безрозмірної характеристики гідротрансформатора.

Визначення передавальних чисел проміжних ступеней коробки передач. Передавальні числа проміжних передач вибирають з умови забезпечення оптимальних показників тягово-швидкісних і паливно-економічних властивостей.

Перш за все доцільно визначати передавальне число на вищій передачі, яке визначають за формулою:

. (1.41)

Чисельний розрахунок при коефіцієнті, рівному 1, 00 і = 25 м/с:

.

Визначають максимальну тягову силу при найтяжчих умовах руху автомобіля (грунтова дорога, підйом α =12⁰; V= 5 км/год. = 1, 38 м/с; f_кmax= 0, 05) за формулою:

. (1.42)

Чисельне значення:

Н.

Сила зчеплення коліс з дорогою:

(1.43)

Чисельне значення при φ = 0, 5:

Н.

Тобто необхідна для руху автомобіля без буксування умова () виконується.

Визначають передавальне число трансмісії за формулою:

. (1.44)

Чисельне значення:

Мінімальна кількість ступеней в коробці передач визначається за формулою:

(1.45)

Чисельне значення при = 1200 хв^-1 (оберти колінчастого вала при максимальному крутному моменті, взято з таблиці 1.5):

Можна приймати чотириступеневу коробку передач.

Звичайно застосовується наступна кількість передач переднього ходу:

– легкові автомобілі середнього класу і малолітражні – 4…5;

– вантажні автомобілі вантажопідйомністю 3…10т – 5… 6;

– вантажні автомобілі більшої вантажопідйомності – 8…20.

При вирішенні питання про вибір кількості передач необхідно також враховувати досвід автомобілебудування і тенденції його розвитку.

В цілях уніфікації, а також за автомобілем-прототипом приймаємо =5, що відповідає п’ятиступеневим коробкам передач автомобілів ЗИЛ 5301 і ЗИЛ 130.

Дослідним шляхом встановлено, що найкраща динамічність автомобіля досягається в тому випадку, коли передавальні числа КП змінюються відповідно до закону геометричної прогресії.

Визначимо знаменник геометричної прогресії:

(1.46)

Чисельне значення:

.

Передавальне число на першій передачі:

. (1.47)

Чисельне значення:

Передавальні числа на наступних передачах визначають за формулою:

(1.48)

Чисельні значення:

(пряма передача).

Передавальне число передачі заднього ходу визначають із залежності:

(1.49)

Чисельне значення знайдемо, прийнявши Отже:

Гідромеханічна трансмісія. При тяговому розрахунку автомобіля з гідромеханічною трансмісією на підставі формули подібності машин з лопатковими колесами визначають активний (найбільший) діаметр D коліс гідротрансформатора:

, (1.50)

де М_н - момент на насосному колесі, кНм;

λ _н - коефіцієнт моменту на насосному колесі, хв²/м·об²;

ρ = 800…900 кг/м³ - щільність рідини в ГТ;

n_н - швидкість обертання насосного колеса, хв.^-1.

Розрахунковий режим вибирають з умов забезпечення найкращих тягово-швидкісних властивостей і паливної економічності автомобіля. При цьому чисельне значення коефіцієнта моменту М_н береться по безрозмірній характеристиці гідротрансформатора при передавальному відношенні i_гт рівному нулю. Момент М_н і відповідне йому число обертів n_н насосного колеса дорівнюють моменту M_e і числу обертів n_e колінчастого вала двигуна. В рівняння (1.49) підставляються відповідні значення моменту M_e і числа обертів n_e з швидкісної характеристики. Розрахункове значення n_e, при якому визначається момент двигуна М_е, приймають рівним:

– для легкових автомобілів з бензиновим двигуном – n_e = (0, 3..0, 45) n_n;

– для вантажних автомобілів і автобусів з бензиновими двигунами – ne = 0, 5 …0, 75) n_n;

– для автомобілів з дизелями – n_e = (0, 75…0, 85) n_n.