21. Визначення мінімально необхідної потужності двигуна автомобіля у робочій точці

Вираз (19.5) можна розв’язати відносно потужності двигуна :

. (21.1)

Потужність , яку потрібно підвести до коліс автомобіля, можна визначити за виразом:

; (21.2)

де – сума всіх сил опору рівномірному рухові машини:

. (21.3)

Підставивши вираз (21.2) у (21.1), отримаємо загальну формулу для визначення потужності двигуна , кВт, потрібної для рівномірного руху автомобіля у заданих умовах:

, (21.4)

Підставивши у формули (21.3) і (21.4) значення заданої максимальної швидкості руху і ККД трансмісії , отримаємо значення суми всіх сил опору рівномірному рухові машини при заданій максимальній швидкості і значення потужності , кВт, мінімально необхідної для підтримання швидкості :

. (21.5)

22. Обгрунтування передаточних чисел трансмісії і коробки передач автомобіля

Будемо застосовувати такі позначення:

т – номер передачі у коробці передач, т =1, 2, …, п, п+1;

п – номер передачі, на якій автомобіль повинен розвивати задану максимальну швидкість руху , цю передачу будемо називати вищою;

п+1 – номер додаткової, прискорюючої передачі (overdrive).

Передаточне число трансмісії на вищій передачі (номер п) визначають виходячи з умови, що задана максимальна швидкість руху автомобіля повинна досягатись на вищій передачі (т=п) при заданому значенні кутової швидкості обертання колінчастого валу двигуна.

Якщо у залежність підставити задані значення величин , і т ( , , т=п), то отримаємо шукане передаточне число трансмісії :

. (22.2)

Передаточне число коробки передач на першій передачі визначають виходячи з умови, щоб рух автомобіля на першій передачі був можливим у найбільш важких заданих дорожніх умовах, причому щоб він здійснювався без буксування коліс.

Рівняння тягового балансу за повною коловою силою , записаного для першої передачі (т = 1) із знаком « », який визначає можливість рівномірного чи прискореного руху машини, має вигляд:

, (22.6)

Буксування коліс буде відсутнім за умови, що є меншою, ніж :

. (22.7)

За цієї ж умови визначальною буде величина , внаслідок чого з правою частиною виразу (22.6) слід порівнювати саме її:

,

або, помінявши місцями ліву і праву частини:

. (22.8)

Об’єднаємо умови (22.7) і (22.8) в одну:

(22.9)

і розкриємо зміст кожної складової частини нерівності (22.9).

Сумарна сила опору – це максимальне значення сили опору дороги , на якій автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі:

, (22.10)

де – вага повністю завантаженого автомобіля;

– найбільший коефіцієнт опору дороги, на якій повністю завантажений автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі, де «max» означає максимальне значення суми величин і .

Можлива за двигуном повна колова сила машини обчислюється за виразом:

, (22.11 а)

у який треба підставляти максимальне значення крутного моменту .

Передаточне число трансмісії на першій передачі можна представити у вигляді добутку передаточного числа коробки передач на першій передачі і передаточного числа головної передачі ; внаслідок чого вираз (22.11) набуває вигляду:

. (22.11 б)

Сила зчеплення з дорогою коліс повністю завантаженої машини дорівнює:

, (22.12)

– коефіцієнт зчеплення коліс машини з дорогою у найбільш важких умовах.

Підставивши співвідношення (22.10) – (22.12) в умову (22.9), отримуємо:

. (22.13)

Щоб визначити величину , слід кожну складову виразу (22.13) помножити на величину :

,

або, що те ж:

, (22.14)

де . (22.15)

Передаточні числа проміжних передач вибирають виходячи з умови забезпечення найбільш швидкого розгону автомобіля.

В ін досягається тоді, коли двигун у процесі розгону автомобіля на кожній з передач працює з кутовою швидкістю обертання колінчастого валу від до , де – кутова швидкість, при якій спостерігається максимальне значення крутного моменту двигуна, а – кутова швидкість, при якій вступає у роботу обмежувач швидкості обертання колінчастого валу.

Можна довести, що для досягнення найбільш швидкого розгону автомобіля відношення передаточних чисел будь-яких двох суміжних передач повинно бути сталою величиною q, яка дорівнює відношенню кутових швидкостей обертання колінчастого двигуна і , при яких здійснюють перемикання передач:

Це означає, що передаточні числа окремих передач коробки передач автомобіля повинні утворювати геометричну прогресію із знаменником q, рівним відношенню до :

. (22.21)

або, якщо розрахунок вести від нижчих передач до вищих:

. (22.22)

Передаточне число прискорюючої передачі приймають рівним 0,6 … 0,8 від передаточного числа вищої передачі.