2.5.3. Выбор передаточного числа первой передачи

На первой передаче автомобиль должен преодолевать заданное максимальное дорожное сопротивление ψ._max

F_тmax = F_ψmax = G_a ψ._max

ψ._max = f cos ά _max + sin ά _max

ά _max – максимальный заданный потребителем дорожный подъем. Для дорожных легковых автомобилей ά _max должен быть не менее 16⁰. Для внедорожных автомобилей задаваемый максимальный подъем может быть значительно больше (до35⁰).

Поскольку максимальное дорожное сопротивление преодолевается с постоянной скоростью, сопротивление инерции в данном случае не учитывается

Максимальная тяга на первой передаче:

;

Преодоление максимального дорожного сопротивления F_т = F_{ψ max}

EMBED Equation.3 .

Вместе с тем передаточное число первой передачи не должно превышать значения, при котором ведущие колеса будут буксовать на дороге с максимально возможным сцеплением.

Следовательно, F_I должна быть меньше или равна значения F_φmax

F_φmax = G_a · k_сц · m_дв · φ

Здесь: k_сц – коэффициент сцепного веса, показывающий, какая часть общего веса автомобиля приходится на ведущие колеса;

- m_дв – коэффициент динамического перераспределения нормальных реакций на ведущих колесах;

- φ – коэффициент сцепления ведущих колес с опорной поверхностью

F_I ≤ F_φmax

Отсюда, передаточное число первой передачи не должно превышать по своему значению величины:

G_a · k_сц · m_дв · φ · r_·к

i_I ≤ ------------------------

_Tmax ·i₀ ·η_тр

Таким образом, получаются две границы значений передаточного числа главной передачи, позволяющие без труда выбрать рациональное значение, обеспечивающее уверенное преодоление максимального заданного сопротивления без буксования ведущих колес.

В отдельных случаях (примером может служить выбор передаточных чисел для гоночного автомобиля) передаточное число первой передачи следует выбирать не из условия преодоления максимального заданного сопротивления движению, а из условия развития максимально возможного ускорения. В этом случае задачу выбора необходимого передаточного числа следует решать на основе анализа динамической модели автомобиля при разгоне на первой передаче. Очевидно, что скорости движения, достигаемые в конце трогания автомобиля на первой передаче, будут относительно невысоки, поэтому в данном исследовании можно пренебречь силой сопротивления воздуха. Обозначим:

- максимальный крутящий момент двигателя - М_е;

- момент инерции вращающихся деталей - J_e;

- угловое ускорение вала двигателя – ε₁;

- передаточное число первой передачи – i₁ ;

- приведенный момент инерции массы автомобиля и инерции колес – J_а

2.5.4. Выбор передаточных чисел кп

Первая и главная передачи рассчитаны ранее.

Автомобиль без демультипликатора (нет раздаточной коробки или нет пониженной передачи в раздаточной коробке).

Для улучшения динамической и топливно-экономической характеристик автомобиля необходимо ввести промежуточные передачи в КП.

Чем больше ступеней в КП, тем лучше тяговые и топливно-экономические характеристики автомобиля. Но количество ступеней ограничено временем переключения: чем меньше время переключения, тем больше может быть передач, тем больше средняя мощность, используемая при разгоне, тем лучше динамика.

С увеличением числа передач легче подобрать оптимальный режим работы двигателя для данной скорости движения в конкретных дорожных условиях, следовательно, экономичность автомобиля улучшается.

При разгоне до 100 км/ч вполне достаточно иметь 4 передачи, до 200 км/ч – 6.

Наиболее распространенной методикой определения передаточных чисел промежуточных передач КП является разбивка по геометрическому ряду:

,

где n – выбранное число передач ; к – номер рассчитываемой передачи; i₁ – выбранное ранее передаточное число первой передачи. В данное число передач ни в коем случае нельзя включать экономическую передачу, о необходимости которой и методике выбора ее передаточного числа речь будет идти ниже.