Выбор и определение основных парламентов трансмиссии автомобиля.

Выбор и определение основных парламентов трансмиссии автомобиля.

Определение полной массы автомобиля

Исходя из данных, указанных в варианте задания, полная масса машины m_а определяется по формуле:

кг

где

m₀=1150.кг -собственная масса снаряженного автомобиля;

n=4.чел -число пассажиров, включая водителя;

m_б-=30.кг -масса багажа.

 

Подбор пневматических шин

Для подбора пневматических шин надо определить максимальную нагрузку на одно колесо автомобиля. Работа эта ведется в следующей последовательности:

1. На основании эскиза рассчитываемого автомобиля или по аналогии с существующими автомобилями, близкими к рассчитываемому по типу, классу, грузоподъемности (пассажировместимости) и назначению принимается колесная схема и положение центра тяжести или доля полной массы автомобиля, приходящейся на ведущие колеса.

2. Определяется сила тяжести автомобиля, приходящаяся на одно ведущее колесо:

где

k_m=1 -коэффициент (в долях единицы), определяющий долю полной массы автомобиля, приходящуюся на ведущие колесо;

n_k=4 -число ведущих колес автомобиля;

G_a=14,580.кН -полный вес автомобиля.

3. Определив силу тяжести автомобиля, приходящуюся на одно колесо, по существующим нормам подбирается тип и размер пневматической шины.

4. Зная размер пневматической шины, динамический радиус колес определяется так же, как и для колесных тракторов по формуле:

в которых коэффициент, учитывающий деформацию автомобильных пневматических шин, равен 0,85. Динамический радиус колеса определяется по формуле:

где

В=185 мм -ширина профиля;

d=16 дюймов -посадочный диаметр обода колеса.

Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и определение КПД трансмиссии

Кинематическая схема трансмиссии автомобиля выбирается на основании анализа существующих трансмиссий.

Рис. 1.1. Кинематическая схема трансмиссии ВАЗ-2121

 

Выбрав кинематическую схему коробки передач и механизмов с постоянным передаточным числом, составляется кинематическая схема трансмиссии автомобиля. Делается анализ кинематической схемы и определение КПД трансмиссии:

Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля

Коэффициент полезного действия трансмиссии равен:

где: η_ц=0,98 - к.п.д. цилиндрической пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;

η_к=0,97 - к.п.д. конической пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;

η_к.п=0,99 - к.п.д. карданной передачи с углом между валами от 0 до 7°;

где

n-число пар цилиндрических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.

k-число пар конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.

m-число пар конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.

Число пар шестерен, передающих вращающий момент на той или иной передаче, определяется по кинематической схеме трансмиссии автомобиля, которая составляется при помощи справочной литературы.

Результаты анализа трансмиссии автомобиля заносятся в таблицу №1:

Таблица №1

Передача	Число цилиндрических пар шестерён	Число конических пар шестерен	Число карданных передач	Обозначение шестерен передающих поток мощности на данной передачи	ηт
1-я					0,7685
2-я					0,7685
3-я					0,7685
4-я					0,7923

 

 

Определение передаточного числа главной передачи автомобиля.

Скорость движения автомобиля v может быть выражена через число оборотов в минуту двигателя п следующей формулой:

 

где

V- скорость автомобиля, м/с;

D_k=R_k*2 - диаметр качения колеса, м;

п - частота вращения вала двигателя, мин^-1;

i_o - передаточное число главной передачи;

i_к - передаточное число коробки передач и раздаточной коробки.

Значение i_o определяют из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью V_mах на прямой передаче коробки передач, т. е. при i_к = 1;

Где

V_max — максимальная скорость автомобиля, м/с;

- передаточное число главной передачи и раздаточной коробки

Для определения передаточного числа главной передачи необходимо знать: передаточные числа раздаточной коробки на высшей и на низшей передачах.

На высшей-4,1937

На низшей-2,3571

Тяговый расчет автомобиля

Тяговый расчет автомобиля включает в себя построение графиков: 1) тягового баланса P = f(v); 2) баланса мощности N = f (v); 3) динамического фактора D = f (v); 4) ускорений автомобиля j = f(v); 5) времени разгона T = f(v); 6) пути разгона S = f (v).

Значения входящих в формулы величин и коэффициентов берутся из 1-й части данного расчета.

График тягового баланса.

При построении исходят из уравнения тягового баланса;

при установившемся движении

где

M-тяговое усилие на ведущих колесах, Н;

- сила сопротивления дороги, Н;

Сила сопротивления воздуха оказывает существенное влияние на динамику автомобиля. Она в большой степени зависит от конструкции, формы и геометрических размеров кузова, скорости движения автомобиля и определяется на всех передачах по зависимости:

где

k=0,2 - коэффициент сопротивления воздуха;
F=2,15м² – лобовая площадь автомобиля;
V_a – скорость движения автомобиля, км/ч, определяется на всех передачах в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя:

Результаты подсчета свести в таблицы

Таблица №5

I-я передача
n, об/мин	V км/ч	М, Нм	Рк, Н	Рψ,Н	Рω, Н
	15,62	290,57	5385,61	100,11	20,18
	28,12	308,21	5712,46	180,20	65,38
	40,62	313,02	5801,60	260,29	136,40
	53,12	305,00	5653,03	340,38	233,26
	65,62	284,16	5266,75	420,47	355,94
	78,12	250,49	4642,77	500,56	504,45
	90,62	204,00	3781,07	580,65	678,79
	103,12	144,69	2681,66	660,74	878,95

II-я передача
n, об/мин	V км/ч	М, Нм	Рк, Нм	Рψ,Нм	Рω, Нм
	22,49	290,57	3740,98	144,12	41,82
	40,49	308,21	3968,02	259,42	135,49
	58,48	313,02	4029,94	374,72	282,70
	76,48	305,00	3926,74	490,02	483,43
	94,47	284,16	3658,42	605,32	737,69
	112,47	250,49	3224,98	720,62	1045,48
	130,46	204,00	2626,42	835,91	1406,80
	148,45	144,69	1862,75	951,21	1821,64

III-я передача
n, об/мин	V км/ч	М, Нм	Рк, Нм	Рψ,Нм	Рω, Нм
	25,40	290,57	3313,10	162,74	53,32
	45,72	308,21	3514,18	292,92	172,75
	66,03	313,02	3569,01	423,11	360,43
	86,35	305,00	3477,62	553,30	616,36
	106,67	284,16	3239,99	683,49	940,53
	126,99	250,49	2856,12	813,68	1332,96
	147,31	204,00	2326,03	943,87	1793,62
	167,63	144,69	1649,70	1074,06	2322,54

IV-я передача
n, об/мин	V км/ч	М, Нм	Рк, Нм	Рψ,Нм	Рω, Нм
	26,99	290,57	3214,32	172,93	60,20
	48,58	308,21	3409,39	311,27	195,06
	70,17	313,02	3462,59	449,61	406,98
	91,76	305,00	3373,92	587,95	695,96
	113,35	284,16	3143,38	726,29	1062,00
	134,94	250,49	2770,96	864,63	1505,10
	156,53	204,00	2256,67	1002,97	2025,26
	178,12	144,69	1600,51	1141,31	2622,49

Таблица № 5

По данным таблицы строятся график тягового баланса.

График баланса мощности.

Из уравнения баланса мощности известно, что

или при установившемся движении

где

- мощность потерь на преодоление сопротивления дороги, кВт;

- мощность потерь на преодоление сопротивление воздуха, кВт;

N_e – эффективная мощность двигателя, кВт;

N_тр – мощность потерь на трение в трансмиссии, кВт;

N_к – мощность на ободе ведущего колеса, кВт.

 

Произведенные подсчеты свести в таблицу №6:

Таблица №6

I-я передача
n об/мин	v км/ч	Ne кВт	Nк кВт	Nψ кВт	Nω кВт
	15,62			3,78	0,09
	28,12			6,80	0,51
	40,62			9,82	1,54
	53,12			12,84	3,45
	65,62			15,86	6,51
	78,12			18,88	10,98
	90,62			21,91	17,14
	103,12			24,93	25,25

II-я передача
n об/мин	v м/с	Ne кВт	Nк кВт	Nψ кВт	Nω кВт
	22,49			5,44	0,26
	40,49			9,79	1,53
	58,48			14,14	4,61
	76,48			18,49	10,30
	94,47			22,84	19,42
	112,47			27,19	32,76
	130,46			31,54	51,14
	148,45			35,89	75,35

III-я передача
n об/мин	v м/с	Ne кВт	Nк кВт	Nψ кВт	Nω кВт
	25,40		23,38	6,14	0,38
	45,72		44,65	11,05	2,20
	66,03		65,49	15,96	6,63
	86,35		83,45	20,87	14,83
	106,67		96,05	25,79	27,96
	126,99		100,79	30,70	47,17
	147,31		95,22	35,61	73,62
	167,63		76,85	40,52	108,48

IV-я передача
n об/мин	v м/с	Ne кВт	Nк кВт	Nψ кВт	Nω кВт
	26,99		24,11	6,52	0,45
	48,58		46,03	11,74	2,64
	70,17		67,52	16,96	7,96
	91,76		86,04	22,18	17,79
	113,35		99,02	27,40	33,54
	134,94		103,91	32,62	56,59
	156,53		98,17	37,84	88,33
	178,12		79,23	43,06	130,16

 

По данным таблицы строятся график баланса мощности.

На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.

 

Выбор и определение основных парламентов трансмиссии автомобиля.