6.2 Розрахунок зчеплення автомобіля

Вихідні дані:

Дано:

m_а  1460 кг – повна маса автомобіля; 

m_п  0 кг – повна маса причепу;

М_дmax  139,6 Н∙м – максимальний крутний момент колінчастого вала двигуна;

 _max  575,7 рад / с (п =5500 хв^-1) максимальна частота обертання колінчастого вала двигуна;

  3,5 мм – товщина фрикційної накладки муфти зчеплення;

і_к  2,32 і i₀  4,9 – передавальні числа відповідно  коробки передач і головної передачі; 

  1,05 – коефіцієнт  врахування обертових мас автомобіля.

6.2.1 Геометричні параметри зчеплення

По відомому значенню максимального крутного моменту двигуна і прийнятому запасу муфти зчеплення (приймаємо β = 2,2) розраховуємо статичний момент зчеплення М_С за формулою:

М_С = β∙ М_дmax. Н∙м, (6.1)

Після підстановки значень параметрів знаходимо:

М_С = 2,2 ∙139,6 = 307,1 Н∙м.

Визначаємо зовнішній діаметр веденого диска муфти зчеплення за формулою:

(6.2)

де р₀ – тиск на диски муфти, необхідний для надійної передачі крутного моменту; допустиме значення тиску на диски муфти зчеплення

[p₀]  0,2…0,25 МПа; приймаємо р₀ = 0,23 МПа;

– розрахунковий коефіцієнт тертя при проектуванні зчеплення;

=0,2… 0,3; приймаємо = 0,25;

і – число пар тертя; приймаємо і =2.

Чисельне значення:

м.

Приймаємо D_З = 25·10^-2 м

Внутрішній діаметр фрикційної накладки визначають за співвідношенням:

d_в  (0,5…0,6)∙D_З, м (6.3)

Знаходимо чисельне значення:

d_в  0,6∙D_з = 0,6∙250 = 150 мм.

6.2.2 Оцінка зносостійкості зчеплення

Для оцінки ступеня навантаження і зносостійкості накладок зчеплення попередньо оцінюємо параметри:

– тиск на фрикційній поверхні;

– питому роботу буксування зчеплення.

Розрахунок тиску на фрикційні поверхні (Па) проводимо за формулою:

, (6.4)

де P_пр - сила нормального стиснення дисків, Н;

F - площа робочої поверхні однієї фрикційної накладки, що визначається за формулою:

,м² (6.5)

Чисельне значення:

м²,

Силу нормального тиску (Н) визначаємо за формулою:

,Н (6.6)

де М_дmax – максимальний момент колінчастого вала двигуна, Н ∙ м;

  2,2 – коефіцієнт запасу зчеплення;

  0,25 – коефіцієнт тертя;

R_ср - середній радіус фрикційної накладки,

м.

Отже:

Н;

Па;

0, МПа.

Таким чином , необхідний ресурс накладок забезпечено.

Розрахунок питомої роботи буксування зчеплення здійснюють за формулою:

,Дж (6.7)

де L_уд - питома робота буксування;

L_б - робота буксування при зрушуванні автомобіля з місця, Дж;

F_сум - сумарна площа робочих поверхонь накладок, м²;

,Дж (6.8)

де  J_а - момент інерції автомобіля, приведений до вхідного вала коробки переміни передач, кг∙ м², що визначають за формулою:

, кг∙м² (6.9)

де m_а  1460 кг – повна маса автомобіля;

 m_п 0 кг – повна маса причепа;

r_k = 0,32 м – радіус колеса автомобіля;

і_к і i₀ – передавальні числа відповідно коробки передач і головної передачі (і_к  2,32, i₀  4,9);

   1,05 - коефіцієнт врахування обертових мас.

Чисельне значення моменту інерції автомобіля:

, кг∙м²;

 - частота обертання колінчастого вала двигуна, с^-1: для автомобіля з бензиновим двигуном:

с^-1,

де _М  266,9с^-1 – кутова  частота обертання колінчастого вала двигуна  при максимальному крутному моменті;

b – коефіцієнт, що дорівнює 1,23 для автомобілів з карбюраторними двигунами

 М_m - момент опору руху при зрушуванні з місця, Н∙м:

, Н∙м (6.10)

де    0,034 – коефіцієнт опору коченню (на горизонтальній дорозі з асфальтовим  покриттям);  _т  0,93 - к.к.д. трансмісії.

Отже:

Н∙м.  

МДж.

МДж/м².

L_уд2,39 МДж/м² < [L_уд]4 МДж/м²; тобто потрібний ресурс накладок забезпечено.