Определение передаточных чисел коробки передач

 

При определении передаточных чисел коробки передач необходимо помнить о том, что I передача коробки предназначена для преодоления максимального сопротивления дороги. Промежуточные передачи коробки передач используются при: а) разгоне автомобиля; б) преодолении повышенного сопротивления движению; в) работе автомобиля в условиях, не позволяющих двигаться с высокой скоростью (гололед, выбитая дорога и т.д.); г) торможении двигателем на затяжных пологих спусках.

Передаточное число коробки передач на первой передаче (i_ki) определяют исходя из двух основных условий:

. Возможность преодоления максимального сопротивления дороги. Согласно данному условию величина i_ki определяется из выражения:

 

 (13)

 

где Ga - вес автомобиля с полной нагрузкой, Н;

ψ_max- максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги;

г_к - радиус качения ведущих колес (принимается как и у автомобиля-прототипа г_к =0,355), м;

М_крmax - максимальный крутящий момент двигателя, Нм;

η _тр - механический КПД трансмиссии.

На этапе расчетов значение коэффициента ψ_max для полноприводных автомобилей принимается ψ_max =0,6-0,7.

2. Обеспечение требуемого сцепления ведущих колес с дорогой

Данное условие необходимо выполнять для того, чтобы исключить полное буксование ведущих колес. Согласно отмеченному условию, передаточное число (i_kiφ) на первой передаче коробки может быть определено по формуле:

 

 (14)

 

где Gφ - сцепной вес автомобиля, Н; для полноприводного автомобиля Gφ= Ga

φ _{сц. max} - коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой (на этапе предварительных расчетов принимается φ _{сц. max} =0,6- 0,8). Принимаем φ _{сц. max} = 0,7

Рассчитанное по формулам передаточное число первой ступени должно удовлетворять неравенству:

Только в случае соблюдения условия будет обеспечено преодоление автомобилем максимального дорожного сопротивления и предотвращено полное буксование ведущих колес автомобиля.

Для сохранения постоянного интервала изменения числа оборотов коленчатого вала двигателя при разгоне автомобиля на различных передачах необходимо, чтобы передаточные числа коробки передач подчинялись закону геометрической прогрессии, который можно математически записать следующим образом

 

 

где i_k2,i_k3 и i_kz- передаточные числа коробки соответственно на второй, третьей и высшей передачах;

z - число передач в коробке (принимается по заданию z=4);

q - знаменатель геометрической прогрессии, определяемый по формуле

 

 (15)

Передаточные числа на промежуточных ступенях коробки передач определяются по формулам:

 

 

Передаточные числа трансмиссии (i_Tp) рассчитываются на каждой передаче коробки следующим образом:

 

 

Максимальная скорость автомобиля (υ_imax, м/с) при различных значениях передаточных чисел трансмиссии вычисляется по формуле:

 

 (16)

Результаты расчетов заносятся в таблицу 3.

 

Таблица 3

Передаточные числа трансмиссии и скорости автомобиля

передача	передаточные числа			максимальная скорость автомобиля, υ imax , м/с
	коробки передач, iк	главной передачи, i0	трансмиссии, iтр
I	8,3	5,6	46,48	3,5
II	4,12		23,07	7,09
III	2,05		11,48	14,2
IV	1		5,6	29,19

 

Тяговая динамика автомобиля

 

Дифференциальное уравнение движения автомобиля в общем виде можно записать следующим образом:

 

 

где Р_kφ - касательная сила тяги по условию сцепления колес с дорогой, Н;

Р_ψ - сила сопротивления дороги, Н;

P_w - сила сопротивления воздуха, Н;

σ_вр - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля;

g - ускорение свободного падения, g =9,81м/с²;

G_a - вес автомобиля с полной нагрузкой, Н.

Аналитическое решение уравнения затруднительно, т.к. неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие основные силы со скоростью движения автомобиля. Поэтому уравнение движения автомобиля решают приближенно, используя графоаналитические методы:

1 Метод силового (тягового) баланса;

2 Метод мощностного баланса,

3 Метод динамической характеристики.

Указанные методы позволяют также решать практические задачи, связанные с изучением тягово-скоростных свойств автомобиля (например, определение максимальной скорости движения автомобиля; определение максимального дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем; определение максимального подъема, который сможет преодолеть автомобиль в конкретных условиях эксплуатации и т.д.).