2.4. Максимальная мощность двигателя по условию обеспечения заданного максимального значения динамического фактора на высшей передаче

Значение мощности N^D_emax и для бензиновых двигателей, и для дизелей определяется с помощью формулы С.Р. Лейдермана:

N^D_emax =N_D / [a*( ω_М / ω_eN)+b*(ω_M/ω_eN)²-c*(ω_M/ω_eN)³]

N^D_emax =79, 7 / [0, 53*0,71+1,56*0,71²-1,09*0,71³]=103 кВт

2.5. Окончательный выбор максимальной мощности двигателя

Окончательно максимальная мощность двигателя N_emax выбирается, как наибольшее значение из двух рассчитанных по описанной

выше методике расчета мощностей: N^V_emax и N^D_emax .

После окончательного выбора максимальной мощности двигателя

следует задаться численным значением угловой скорости коленчатого вала

двигателя при максимальной мощности ω_N учетом типа двигателя и

тенденцией развития транспортного двигателестроения.

Выбираем мощность N^D_emax=103 кВт

Угловая скорость принимаем ω_N=251.2 рад/с

3. Расчет передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи U₀ рассчитывается из

условия обеспечения заданной максимальной скорости автомобиля по выражению:

U₀= (ω_V*r_k)/(U_кп*U_рк*V_amax)

где ω_V — угловая скорость коленчатого вала двигателя, соответствующая

максимальной скорости движения автомобиля, рад/с

r_k - радиус качения колеса, м;

V_amax - заданная максимальная скорость движения автомобиля, м/с;

U_кп,U_рк - передаточные числа коробки передач и раздаточной коробки соответственно.

Передаточными числами коробки передач U_кп и раздаточной

коробки U_рк при движении с максимальной скоростью следует

предварительно задаться. В частном случае для прямой передачи и

отсутствии раздаточной коробки U_кп = 1, U_рк = 1.

U₀=( 251,2*0,4)/(1*1*29,2)=3,44

4. Расчет передаточных чисел коробки передач

Значение максимального крутящего момента определяется из формулы:

M_emax = (N_M/ω_M)*10³

M_emax = (103/179,4)*10³=574 Н*м ,

где N_M- мощность двигателя при максимальном крутящем моменте, кВт;

ω_M- скорость вращения коленчатого вала двигателя при N_M, рад/с.

Передаточное число первой передачи U_I рассчитывается из условия преодоления заданного (для первой передачи) максимального сопротивления дороги, характеризующегося суммарным коэффициентом сопротивления дороги ψ_Imax, по формуле

U_I=(G_a* ψ_Imax*r_k)/(M_emax*U₀*U_рк*η_тр)

где G_a - полный вес автомобиля, Н;

М_emax - максимальный крутящий момент двигателя, Н*м.

ψ_i -максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги, по которой автомобиль может двигаться на первой передаче, ψ_i=0,38.

U_I = (66218*0,38*0,4)/(574*3,44*1*0,94)=5,42

Передаточное число первой передачи должно удовлетворять условию обеспечения минимально устойчивой скорости движения, принимаемой 4-5 км/ч.

В общем случае

N_M= N_emax*[ a*( ω_М/ ω_eN)+b*(ω_M/ω_eN)²-c*(ω_M/ω_eN)³] ,

но, если максимальная мощность двигателя принята из условия обеспечения заданного максимального значения динамического фактора, то N_M=N_D

Рассчитанное значение U_I должно быть проверено по условию

возможности реализации максимальной силы тяги по сцеплению колес с дорогой:

P_k1max≤P_сц ,

P_k1max=( M_emax*U_I*U_рк*U₀* η_тр)/r_k

где P_k1max -максимальная сила тяги на первой передаче, Н;

P_k1max = (574*5, 42*1*3.44*0.94)/0.4=25149 Н

Максимальный угол подъема α находится по рассчитанному значению его синуса:

sin α = (ψ_Imax-f*(1+f²- ψ_Imax)^1/2)/1+f²

где f-коэффициент сопротивлению качению. Рекомендуется принять

f=0,015.

sin α =(0,38-0,015*(1+0,015²-0,38)^1/2)/1+0,015²=0,37

Следовательно α=22^о

где f-коэффициент сопротивлению качению. Рекомендуется принять

f=0,015.

Значение коэффициентов перераспределения реакций m_p2 находятся по выражениям:

m_p2=(L*cosα)/(L-φ*h_g)

где L - база автомобиля, м;

h_g- высота центра масс автомобиля, м;

α- максимальный угол подъема, преодолеваемый автомобилем.

Значения L и h_g принимаются по прототипу. Для h_g ориентировочно можно принять следующие значения: для грузовых автомобилей 0,65-1,00; Принимаю h_g= 1.

m_p2 = (3,65*cos 22)/(3,65-0,65*1)=0.93

Для автомобилей с задними ведущими колесами

G_сц = m_p2*G₂

G₂- вес, приходящийся на задние колеса, Н;

m_p2- коэффициенты перераспределения нагрузки соответственно на задние колеса.

G_сц=0.93* 43703, 55= 40644, 3 Н

Максимальная сила тяги по сцеплению определяется по формуле:

Р_сц= G_сц*φ

где G_сц - сцепной вес автомобиля (вес, приходящийся на ведущие колеса), Н;

φ – коэффициент сцепления колес с дорогой (φ= 0,6—0,7), принимаю φ= 0,65.

Р_сц=40644,3 *0,65=26418,8 Н

P_k1max≤P_сц

25149 Н ≤ 26418,8 Н

Значение передаточного числа первой передачи по условиям сцепления колес с дорогой должно удовлетворять неравенству:

U_I ≤ ( P_сц *r_k)/(M_emax*U₀*U_рк*η_тр)

P_сц - максимальная сила тяги, которая может быть реализована по условиям сцепления колес с дорогой, Н.

U_I ≤ (26418, 8 *0,4)/(574*3,44*1*0,94)

5,42 ≤ 5,69

Если выясняется, что по условиям сцепления колес с дорогой

рассчитанное значение U_I «не проходит», то следует по-другому

распределить массы между осями или перейти на полноприводную схему

автомобиля.

Передаточные числа промежуточных передач рассчитываются из тех соображений, что общий ряд передаточных чисел коробки передач должен представлять собой геометрическую прогрессию.

Если в коробке передач имеется прямая передача,

числа промежуточных ступеней определяются по формуле:

U_m=U_I^(n-m)/(n-1) ,

где n - номер прямой передачи.

U_m1=5,42^(5-1)/(5-1)=5,37

U_m2=5,42 ^(5-2)/(5-1)=3,55

U_m3=5,42 ^(5-3)/(5-1)=2,33

U_m4=5,42 ^(5-4)/(5-1)=1,53

U_m5=5,42 ^(5-5)/(5-1)=1