2.2 Развесовка и выбор шин проектируемого автомобиля

Распределение массы для легковых переднее приводных автомобилей на задний мост – 0,36…0,47.

(18)

Максимальная нагрузка, приходящаяся на одно колесо: 1,22/2=0,61 т.

После распределения массы по осям, используя стандарты, в которых приводится номенклатура шин, осуществляем выбор шин по нагрузке, приходящейся на колесо, и индексу максимальной скорости по ГОСТ 4754–97.

Выбираем шины 215/55R17.

После выбора шин для проектируемого автомобиля определяем основной расчетный радиус колес r_к– радиус качения колеса без скольжения:

(19)

где D_H – наружный диаметр шины;

r_СТ – статический радиус шины.

Определим наружный диаметр шины.

D_нар=D_пос+2H,

где D_пос–посадочный диаметр шины (17 дюймов);

Н – высота профиля шины (55% от ширины 215 мм);

D_нар=17·25,4+2·118,25=668 мм

Наружный радиус D_нар/2=668/2=334мм;

Статический радиус шины:

r_СТ =λ·r_н (20)

где λ – коэффициент деформации шины;

λ=0,94…0,96;

r_СТ =0,95·334=317,3 мм;

Определим положение центра тяжести автомобиля в продольном сечении по рисунку 9

Рисунок 9 – Положение центра тяжести автомобиля в продольном направлении

мм, (21)

мм; (22)

где – расстояние от центра тяжести до передней оси;

– расстояние от центра тяжести до задней оси;

– база автомобиля;

_, – соответственно масса приходящаяся на переднюю и заднюю ось.

2.3 Выбор передаточных чисел трансмиссии

2.3.1 Передаточное число главной передачи

Передаточное число главной передачи U₀ выбираем из условий обеспечения максимальной скорости V_amax автомобиля, заданной в техническом задании на проектирование, по следующей зависимости:

(23)

где n_emax-максимальная частота вращения коленвала, Нм;

r_к – радиус качения колеса, м;

U_B– передаточное число высшей ступени КП: если высшая передача прямая, то U_B = 1; если повышающая – U_B = 0,65…0,82.

Принимаем U_B =0,82

Полученное значение U₀ находится в интервале, приведенном в таблице 8.

Таблица 8 – Передаточные числа U₀ главных передач

Тип автомобиля	Легковые заднеприводные	Легковые переднеприводные	Грузовые и автобусы
U0	2,7…4,9	3,3…5,1	3,5…9,0

2.3.2 Выбор передаточного числа первой ступени кп

Значение передаточного числа первой ступени U₁ КП определяется по трем условиям и, если между полученными значениями выполняются определенные соотношения, то одно из них принимается в качестве расчетного:

а) по условию преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги ψ_max, преодолению максимального подъема:

, (24)

где G_a=m_ag – вес автомобиля, Н;

m_a – полная масса автомобиля, кг;

r_к – радиус качения колеса, м;

M_emax – максимальный крутящий момент, Н ^.м;

U₀ – передаточное число главной передачи;

η_Т – КПД трансмиссии;

ψ _max – максимальное сопротивление дороги;

Принимаем ψ_max = 0,35;

б) по условию реализации окружной силы на колесах автомобиля, т.е. по сцеплению шин с дорогой – отсутствию буксирования ведущих колес при преодолении максимального подъема:

, (25)

где φ = 0,7…0,85 – коэффициент сцепления шин с дорогой; принимаем φ = 0,85;

G_φ = m_φg – сцепной вес – вес, приходящийся на ведущие колеса, Н;

m_φ– масса на ведущие колеса, кг;

К_Rφ – коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса при преодолении максимального подъема – приведен в таблице 10.

Таблица 9 – Значения К_Rφ при преодолении максимального подъема

Тип автомобиля	КR1	KR2
Легковой	0,75…0,95	1,08…1,14
Грузовой	0,85…0,9	1,05…1,1
Автобусы	0,87…0,92	1,08…1,13
Повышенной проходимости	0,4…0,6	1,18…1,22

в) по обеспечению минимальной устойчивой скорости движения автомобиля V_amin:

, (26)

где n_emin – минимальная частота вращения коленвала, об/мин;

V_amin = 3…7 км/ч – минимально устойчивая скорость движения.

После расчета U_1ψ, U_1φ и U_1v по формулам (21) – (23) принимаем передаточное число первой ступени U₁ по условиям:

U_1ψ≤ U₁ ≤ U_1φ и U₁ ≥ U_1v (27)

2,42≤ U₁ ≤3,2 и U₁ ≥3,2

Принимаем U₁=3,2

Так как принятое U₁ ≠ U_1v, то определяем V_amin при принятом передаточном числе первой ступени по формуле:

, км/ч (28)

Полученное значение V_amin находится в пределах 3…7 км/ч.

2.3.3 Проверка U₁ по работе буксования сцепления

Проверим принятое значение передаточного числа первой ступени U₁ КП по работе буксования сцепления А_б при трогании автомобиля с места:

, кДж (29)

где I_а – момент инерции автомобиля, приведенный к ведомому диску сцепления, кг^.м²:

(30)

ω₀ – расчетная угловая скорость:

рад/с; (31)

рад/с

M_ψ – момент сопротивления дороги, приведенный к ведомому диску сцепления:

, Н·м (32)

где ψ = 0,016…0,120 – коэффициент сопротивления дороги.

Принимаем ψ = 0,016.

Н·м

Полученное значение А_б не должно превышать: для легковых – 30 кДж, но принимаем 32,53 кДж, так как данное значение будет обеспечиваться применением двухдискового сцепления.

Определим диапазон передаточных чисел КП:

(33)

где U_КПн = U₁ – передаточное число КП на низшей передаче;

U_КПв – передаточное число КП на высшей передаче.

Полученное значение Д не находится в диапазоне, приведенном в таблице 10.Незначительное отклонение будет компенсироваться большим крутящим моментом ДВС проектируемого автомобиля.

Таблица 10 – Диапазон передаточных чисел Д КП

Количество ступеней в КП	3	4	5	5…22
Д	2,2…2,7	3,0…4,9	3,5…5,0	5…25