6.5 Визначення передаточних чисел трансмісії

Передаточні числа трансмісії визначаються за наступною послідовністю:

- принимаємо передаточне число вищої передачі коробки передач U_в ;

- визначаємо передаточне число головної передачі U_о;

- розраховуємо передаточне число першої передачі коробки передач U₁;

- розраховуємо діапазон коробки, а за ним з довідкової літератури визначається кількість передач коробки;

- розраховуємо передаточні числа проміжних передач коробки.

Передаточне число вищої передачі коробки передач приймають за базовим автомобілем або враховуючи наступне:

- для вантажних автомобілів з карбюраторними двигунами вища передача пряма U_в=1, а для таких самих автомобілів з дизелями – U_в= 0,72...1. Якщо на дизелі встановлено додаткову коробку (подільник або демультипликатор), тоді U_в =0,71…0,82 ;

- для легкових автомобілів задньоприводних приймається U_в=1...0,82, а для передньоприводних вища передача прискорююча U_в =0,73...0,95;

- у міських і приміських автобусів U_в=1, у міжміських U_в =0,72...0,78.

Передаточні числа вищих передач роздавальних коробок U_рв знаходяться в межах U_рв= 0,917...1,31.

Передаточне число головної передачі визначають з умови: забезпечити задану максимальну швидкість руху V_max автомобіля при максимальній кутовій швидкості колінчастого вала, вищих передачах коробки передач і роздавальної коробки. У цьому випадку максимальна швидкість руху автомобіля запишеться:

.

Звідси: . (6.2)

Передаточне число першої передачі U₁ коробки передач визначають, виходячи з виконання двох умов:

• подолання автомобілем заданого максимального коефіцієнта опору дороги _max;

• забезпечення мінімальної швидкості руху автомобіля V_min 1…1,4 м/с для під'їзду до навантаження і розвантаження.

Перша умова буде виконуватися, якщо:

Р_кmax = ,

де Р_кmax – максимальна колова сила на ведучих колесах автомобіля, яка визначається так:

,

де М_еmax – максимальний крутний момент двигуна, який визначається з його зовнішньої швидкісної характеристики ;

U_рн – низча передача роздавальної коробки. Беремо за прототипом або в межах U_рн=1,31...2,28.

– максимальна сила опору руху автомобіля, яку визначимо за формулою:

.

Після підставлення і перетворення отримаємо передаточне число першої передачі, виходячи з виконання першої умови:

. (6.3)

Другу умову запишемо таким чином:

.

Звідси:

, (6.4)

де _{е min} =70 …90 рад/с – мінімальна кутова швидкість колінчастого вала.

З розрахованих за формулами (6.3),(6.4) значень передаточних чисел першої передачі беремо більше з них.

Кількість передач у коробці беремо за прототипом або спочатку розраховуємо діапазон Д_к коробки:

,

який дорівнює відношенню передаточних чисел крайніх передач, а потім за табл. 6.2 визначаємо число ступенів коробки передач n.

Таблиця 6.3

Дк	5,7...8,5	7,9...9,4	8...10	9,2...18,5
Число ступенів n	5	6	8	10

Для розрахунку проміжних передач коробки існують дві принципові концепції:

- отримання мінімального часу і шляху розгону до максимальної швидкості; - забезпечення мінімальної витрати палива.

Нижче розглянуто визначення передаточних чисел, виходячи з першої концепції, в основу якої покладено найповніше використання потужності двигуна.

Візьмемо наступні допущення:

- переключення передач відбувається в незмінному діапазоні частот обертання колінчастого вала n₁ і n₂;

- падіння швидкості при переключенні передач відсутнє.

Задача зводиться до отримання залежності для визначення проміжних передач при відомих U_в, U₁ і кількості передач n.

З урахуванням прийнятих допущень рух автомобіля можливий, якщо швидкість автомобіля при обертах двигуна n₂ на попередній передачі дорівнює його швидкості на наступній передачі при обертах n_1.

На рис.6.2 наведені залежності швидкості руху автомобіля від обертів колінчастого вала в діапазоні обертів двигуна n ₁ і n ₂ на трьох передачах.

З аналізу рис.6.2 випливає, що рух автомобіля можливий, якщо:

V_1max=V_2min, V_2max=V_3min,,

де V_{1 max} – максимальна швидкість руху на першій передачі, яка дорівнює:

;

V_2min – мінімальна швидкість руху автомобіля на другій передачі.

Мінімальну швидкість руху автомобіля на другій передачі визначимо так:

.

З рівності швидкостей на першій і другій передачах маємо:

, або .

Якщо прирівняти V_2max=V_3min , отримаємо:

, або .

Виходячи з аналізу наведеного вище, для т-oї передачі запишемо:

. (6.5)

Невідомою величиною у формулі (6.5) є . Для її визначення скористаємося початковими даними, зважаючи , що U_n=U_в.

Якщо взяти m=n, тоді формулу (6.5) запишемо:

.

Звідси:

Підставивши отримане значення до формули (6.5), визначимо залежність для розрахунку передаточного числа m-ої передачі коробки передач:

. (6.6)

Щодо заднього ходу, то він слугує для маневрування автомобіля і його передаточне число U_зх вибирають при компоновці коробки передач із співвідношення:

U_зх=(0,9...1,3)U₁ .