1.3.1 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля на высшей ступени КП при установленном значении =5500 мин^-1:

где u_к.= 1– передаточное число КП на высшей ступени (высшей является прямая передача);

r_к = 0,29 м – радиус колеса.

1.3.2 Определение передаточного числа кп на первой передаче

На основании уравнения тягового баланса автомобиля, передаточное число КП на первой передаче определяют по формуле:

где M_max – максимальный крутящий момент двигателя в кНм.

Полученное передаточное число , необходимо проверить по условию обеспечения сцепления ведущих колес с дорогой.

Максимально возможное передаточное число коробки на первой передаче по условию сцепления ведущих колес определяют по формуле:

.

где 0,8 – коэффициент сцепления,

- максимальное значение коэффициента перераспределения массы; = 1,2;

m_сц – сцепная масса автомобиля, т.е. масса приходящаяся на ведущие колеса, кг.

Возможность движения автомобиля на дорогах с принятым коэффициентом сцепления будет обеспечена при условии соблюдения неравенства . Выбираем 2,04.

1.3.3 Определение передаточных чисел промежуточных ступеней КП

Установлено, что передаточные числа КП изменяются в соответствии с законом геометрической прогрессии, т. е.:

.

Из этого соотношения следует, что:

,

где k – порядковый номер передачи,

n=5 – количество передач коробки.

Тогда:

u_k1= 2,04

u_k2=

u_k3=

u_k4=

u_k5=

2. Расчет показателей динамичности автомобиля

_{2.1 Показатели динамичности при равномерном движении}

Показателями тяговой динамичности автомобиля при равномерном движении являются:

– максимально возможная скорость движения автомобиля в данных дорожных условиях;

– значения коэффициентов сопротивления дороги, преодолеваемые автомобилем на низшей и высшей передачах;

– соответствующие им величины динамического фактора.

Расчетное определение этих показателей затруднительно, поэтому обычно пользуются графоаналитическим методом. Наибольшее распространение получили метод силового баланса и метод динамической характеристики.

2.1.1 Метод силового баланса

При движении автомобиля движущие силы уравновешиваются действием сил сопротивления движению и уравнение тягового баланса в общем случае имеет вид:

Рт=Рк Рп+Рв±Рu=Рg+Рв±Рu.

В случае равномерного движения автомобиля сила инерции Рu = 0 и уравнение приобретает вид: Рт=Рg+Рв

При решении задач по определению динамических качеств автомобиля пользуются его тяговой характеристикой.

Основной для построения тяговой характеристики является скоростная характеристика автомобильного двигателя.

Тяговая характеристика, построенная по методу А.Н. Островцева представляет собой графики зависимостей Рт = f(V) и Рс =Рт – Рв = f(V). Кроме того, в характеристике представлены также зависимости суммарной силы дорожного сопротивления от коэффициента дорожного сопротивления Рg = f(ψ) при различной загрузке автомобиля и максимальной по условиям сцепления ведущих колес силы тяги от коэффициента сцепления Р = f() при различной загрузке автомобиля.

Таблица 2 - Параметры тяговой характеристики автомобиля

Ne, об/мин	Me, кНм	Gt, г/ч	1 передача
			V, км/ч	Pт, кН	Рв, кН	Рс, кН
900	0,190043	7,464926	11,53316	5,116408	0,006643	5,109765
1000	0,192096	8,254447	12,81462	5,17168	0,008202	5,163478
2000	0,205344	15,54028	25,62924	5,528348	0,032807	5,495541
3000	0,205344	21,95582	38,44386	5,528348	0,073816	5,454532
4000	0,192096	27,94896	51,25848	5,17168	0,131228	5,040452
5000	0,1656	33,15191	64,07311	4,458345	0,205044	4,253301
5500	0,147384	34,83234	70,48042	3,967927	0,248103	3,719824

2 передача
V, км/ч	Pт, кН	Рв, кН	Рс, кН
13,75886	4,288754	0,009455	4,279299
15,28762	4,335085	0,011673	4,323412
30,57524	4,634056	0,046691	4,587365
45,86285	4,634056	0,105055	4,529001
61,15047	4,335085	0,186765	4,14832
76,43809	3,737142	0,29182	3,445322
84,0819	3,326056	0,353102	2,972954

3 передача
V, км/ч	Pт, кН	Рв, кН	Рс, кН
16,4529	3,586502	0,01352	3,572982
18,281	3,625246	0,016691	3,608555
36,562	3,875263	0,066766	3,808497
54,84299	3,875263	0,150223	3,72504
73,12399	3,625246	0,267064	3,358182
91,40499	3,125212	0,417287	2,707925
100,5455	2,781439	0,504918	2,276521

4 передача
V, км/ч	Pт, кН	Рв, кН	Рс, кН
19,60637	3,009652	0,019199	2,990453
21,78486	3,042165	0,023703	3,018462
43,56971	3,251969	0,094812	3,157157
65,35457	3,251969	0,213328	3,038642
87,13942	3,042165	0,379249	2,662915
108,9243	2,622556	0,592577	2,029979
119,8167	2,334075	0,717018	1,617057

5 передача
V, км/ч	Pт, кН	Рв, кН	Рс, кН
23,52764	2,508043	0,027647	2,480396
26,14183	2,535137	0,034132	2,501005
52,28365	2,709974	0,13653	2,573445
78,42548	2,709974	0,307192	2,402782
104,5673	2,535137	0,546119	1,989018
130,7091	2,185463	0,853311	1,332152
143,78	1,945062	1,032506	0,912556

Пример расчета для первой передачи при 900 об/мин

Графы 1-3. таблицы заполняются в соответствии с внешней скоростной характеристикой. Определить скорость движения автомобиля на разных передачах (графа 4) при соответствующих частотах вращения коленчатого вала двигателя можно по формуле:

V= = = 11,533 км/ч

Окружающая сила тяги на ведущих колесах Рт (графа 5) определяется по формуле:

P_T = = =5,116 кН.

Сила сопротивления воздуха определяется:

P_в = *10^-3 = *10^-3 = 0,0066 кН.

Сила сопротивления дороги определяется (при условии, что автомобиль движется на горизонтальном участке дороги):

P_д = fG*10^-3 = 0.025*12.587*10^-3 = 0.00031 кН,

где f – коэффициент сопротивления качению при данной скорости движения автомобиля

.

Свободная окружная сила представляет собой разность между окружной силой тяги и силой сопротивления воздуха:

Рс = Рт – Рв =5,1166 – 0.0066 = 5,110 кН.

По данным таблицы построим среднюю часть графика силового баланса.

Крайне левый и правый квадраты графика строим на основании известных зависимостей

Пример расчета:

P_g = = = 0,636кН

Таблица 3 - Суммарная сила дорожного сопротивления в зависимости от загрузки автомобиля.

загрузка, %	Загрузка, кг	Pg, кН
0	0	0,636469
25	125	0,699311
50	250	0,762154
75	375	0,824996
100	500	0,887839

= = 4,9 кН

где - собственная масс автомобиля, кг;

- загрузка автомобиля, кг;

- сцепная масса автомобиля, т. е. масса, приходящаяся на ведущие колеса, при соответствующем состоянии загрузки, кг;

- коэффициент сцепления.

Таблица 4 - Суммарная сила дорожного сопротивления в зависимости от загрузки автомобиля

Загрузка, %	Загрузка, кг	Pφ, кН
0	0	4,92352
25	64,25	5,42724
50	128,5	5,93096
75	192,75	6,43468
100	257	6,9384

Используя тяговою характеристику, необходимо графически решить задачи по определению динамических качеств автомобиля, например, такие как приведенные ниже