Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

Пара-метры	Единица измерения	Текущие значения параметров
ωe/ωN	−	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2
Ne	кВт
Мe	Н · м
ωe	pад/с

Примерный вид графиков внешней скоростной характеристики показан на рис.1.

Следует отметить, что максимум мощности и крутящего момента развивается не при одинаковой угловой скорости.

Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей:

а  бензинового; б  дизельного

1.2. Определение параметров силовой передачи

1.2.1. Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи i₀ определяется из условия движения автомобиля по горизонтальной дороге с твердым покрытием со скоростью V_max на прямой передаче и при полной нагрузке:

, (3)

где r_k – радиус качения колеса, м; i_кв – передаточное число высшей передачи коробки передач. В основном i_кв = 1. Если высшей будет ускоряющая передача, то i_кв = 0,7…0,85 [1, 4]; i_дв – передаточное число высшей передачи в дополнительной коробке передач, i_дв = 1…1,5 [1, 2].

Радиус качения колеса r_k, м, при метрической маркировке шин определяют по формуле

, (4)

при дюймовой маркировке шин

, (5)

где d и H – диаметр обода и высота профиля шин, м; d˝ и H˝ – диаметр обода и высота профиля шин в дюймах; K_ш – коэффициент деформации шин, K_ш = 1,72…1,76 – шины легковых автомобилей, K_ш = = 1,78…1,82 – шины грузовых автомобилей и автобусов.

Высота профиля шины может быть определена из соотношения Н/В, или

Н = (D – d)/2,

где D – наружный диаметр шины, м.

1.2.2. Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточные числа коробки передач начинают определять с первой передачи i_k1. Его выбирают из условия движения при заданном сопротивлении и отсутствии буксования ведущих колес:

Р_сц ≥ Р_т ≥ Р_д ,

где Р_сц – максимальная касательная реакция на ведущих колесах, реализуемая по условиям сцепления; Р_т – сила тяги, передаваемая от двигателя на ведущие колеса; Р_д – сила суммарного дорожного сопротивления.

Из условия возможности движения при заданном сопротивлении

(6)

Из условия отсутствия буксования

, (7)

где ψ_max – коэффициент максимального дорожного сопротивления; G_a – полный вес автомобиля; M_{e max} – максимальный крутящий момент двигателя, Н ∙ м, определяется по внешней скоростной характеристике; η_тр – коэффициент полезного действия трансмиссии; λ_k – коэффициент нагрузки ведущих колес, принимаемый для автомобилей с колесной формулой 4 ∙ 2, 6 ∙ 4 – 0,75; а с колесной формулой 4 ∙ 4 и 6 ∙ 6 – 1,0; φ – коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой, принимается в пределах 0,5…0,7.

Коэффициент максимального дорожного сопротивления для одиночных легковых и грузовых автомобилей принимают ψ_max = 0,35…0,4 (для переднеприводных автомобилей не более 0,35); для автопоездов ψ_max = 0,20...0,24; для городских и междугородных автобусов ψ_max = = 0,22...0,25; для автобусов общего назначения ψ_max = 0,28...0,32; для автомобилей повышенной проходимости ψ_max = 0,60...0,70.

Передаточное число первой передачи подбирают по формуле (6) и проверяют по формуле (7).

Передаточные числа промежуточных передач выбирают из условий обеспечения оптимальных как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств. Существуют различные методики выбора. Одни предусматривают получение наилучших разгонных свойств, когда при разгоне автомобиля на различных передачах сохраняется постоянство интервала частоты вращения коленчатого вала двигателя; другие – оптимальной топливной экономичности; третьи – наибольшей средней скорости в некоторых заданных условиях движения.

При расчетах коробок передач широко используется первый способ, когда разгон на каждой промежуточной передаче начинается с одной и той же частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает наилучшее использование мощности двигателя, а получаемый ряд промежуточных чисел подчиняется закону геометрической прогрессии:

i_k1/i_k2 = i_k2/i_k3 = ... i_k(n−1)/i_kn = q, (8)

где q  знаменатель геометрической прогрессии.

Таким образом, определив передаточное число коробки на первой передаче, можно найти передаточные числа промежуточных передач по формуле

, (9)

где m – порядковый номер передачи; n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и заднего хода.

У большинства выпускаемых в настоящее время автомобилей передаточные числа высших передач (между четвертой и пятой) сближены, а для низших (между первой и второй и между второй и третьей) раздвинуты на 5...15 % по сравнению с расчетными данными.

Окончательно передаточные числа коробки передач корректируют при выборе параметров зубчатого зацепления при проектировании этого узла. В курсовой работе такой расчет не выполняется.