2.3 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи находят исходя из максимальной скорости автомобиля на высшей передаче, заданной техническими условиями на проектируемый автомобиль.

Значение передаточного числа главной передачи определяют по формуле:

, (2,12)

где — угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности,

— рабочий радиус колеса, м

— максимальная скорость движения автомобиля,

— передаточное число коробки передач на высшей передаче;

— передаточное число раздаточной коробки на высшей передаче.

2.4 Передаточные числа коробки передач

Передаточное число коробки передач на первой передаче должно соответствовать выражению:

(2,13)

где — полный вес автомобиля, Н

— вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса, Н

— коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса, зависит от компоновки автомобиля;

— максимальный крутящий момент на валу двигателя, Нм;

— КПД трансмиссии;

— передаточное число главной передачи;

— передаточное число раздаточной коробки на высшей передаче;

— максимальный суммарный коэффициент сопротивления дороги;

— коэффициент сцепления колес с дорожным покрытием асфальтобетон (сухой), принимаем φ = 0,8.

(2,14)

.

где — максимальный угол подъёма дороги.

,

Передаточные числа коробки передач подбираем по закону геометрической прогрессии с учетом передаточного числа первой передачи:

U₁ = 2,

(2,15)

где n — число передач, исключая ускоряющие передачи.

.

Передаточные числа коробки передач на остальных передачах можно найти из выражения:

(2,16)

U ₂= U₁ / q = 1,587,

U₃ = U₂ / q = 1,26,

U₄ =U₃ / q = 1,

U₅ = U₄ / q = 0,794.

Передаточное число передачи заднего хода:

2,17)

.

Полученные значения передаточных чисел коробки передач являются ориентировочными и требуют уточнения при подборе зубьев шестерен.

2.5 Силовой баланс автомобиля

При построении графика силового баланса автомобиля строят тяговую характеристику автомобиля. Затем наносят кривую суммарного сопротивления дороги и воздуха. Пересечение кривой и тягового усилия на высшей передаче должно соответствовать максимальной скорости.

Тяговая характеристика представляет зависимость силы тяги на ведущих колесах от скорости движения автомобиля на различных передачах.

Для построения тяговой характеристики необходимо вычислить текущие значения силы тяги и скорости автомобиля .

Тяговая сила определяется экспериментально при испытаниях автомобиля или расчетным путем с использованием внешней скоростной характеристики двигателя по формуле:

2,18)

где — КПД трансмиссии;

— текущие значения крутящего момента двигателя, Нм

— передаточное число трансмиссии на n-ой передаче;

— динамический радиус колеса, м.

2,19)

где — передаточное число коробки передач;

— передаточное число раздаточной коробки;

— передаточное число главной передачи.

;

;

Задаваясь текущими значениями угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС (80, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 ) и получая на внешней характеристике ДВС соответствующие им значения крутящего момента , рассчитывают значения тяговой силы и соответствующие им скорости движения автомобиля.

Значения тяговой силы на первой передаче:

Текущие значения скорости движения автомобиля определяют по выражению:

2,20)

Значения скорости движения автомобиля, соответствующие значениям тяговой силы на первой передаче:

Последующие значения тяговой силы и скорости движения на передачах вычисляем аналогично, полученные результаты записываем в таблицы 2.3—2.7

Таблица 2.3 — Зависимость P_ti и V_ai от ω_ei для первой передачи

ωei, рад/с	80	100	200	300	400	500	600	700
	4640,93	4738,63	5080,6	5246,7	5227,15	5026,87	4645,82	4081,58
	2,95	3,68	7,37	11,05	14,74	18,42	22,1	25,79

Таблица 2.4 — Зависимость P_ti и V_ai от ω_ei для второй передачи

ωei, рад/с	80	100	200	300	400	500	600	700
	3679,87	3757,34	4028,49	4160,19	4114,7	3985,88	3682,51	3236,35
	3,72	4,65	9,29	13,94	18,59	23,23	27,88	32,53

Таблица 2.5 — Зависимость P_ti и V_ai от ω_ei для третьей передачи

ωei,рад/с	80	100	200	300	400	500	600	700
	2921,13	2982,63	3197,87	3302,42	3290,12	3164,05	2924,21	2569,06
	4,68	5,85	11,71	17,56	24,29	29,27	35,12	40,98

Таблица 2.6 — Зависимость P_ti и V_ai от ω_ei для четвертой передачи

ωei, рад/с	80	100	200	300	400	500	600	700
	2320,47	2369,32	2540,3	2623,35	2613,58	2513,43	2322,9	2040,79
	5,09	7,37	14,74	22,11	29,48	36,85	44,22	51,58

Таблица 2.7 — Зависимость P_ti и V_ai от ω_ei для пятой передачи

ωei,рад/с	80	100	200	300	400	500	600	700
	1839,93	1917,4	2014,24	2080,09	2072,35	1992,94	1841,87	1618,17
	7,43	9,29	18,59	27,88	37,18	46,47	55,76	65,05

По полученным данным строят тяговую характеристику автомобиля.

Сила сопротивления дороги рассчитывается по формуле, Н:

. (2.21)

После этого от кривой характеризующей силу сопротивления дороги, откладывают вверх значения силы сопротивления воздуха при различных скоростях движения.

При движении на скоростях до 14 коэффициент суммарного дорожного сопротивления не зависит от скорости движения. При скорости выше 14 коэффициент сопротивления дороги увеличивается пропорционально .

,

Сила сопротивления воздуха начинает действовать при движении на скоростях, превышающих 14 , значение силы сопротивления воздуха можно определить по выражению, Н:

(2.22)

где — фактор обтекаемости,

— скорость движения автомобиля, .

0 Н,

=240 Н,

=540 Н,

=960 Н,

=1500 Н,

=1815 Н.

Чтобы проверить реализуется ли по сцеплению сила тяги на различных передачах необходимо определить наибольшую возможную силу тяги в заданных дорожных условиях, Н:

(2.23)

где — вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса, Н;

— коэффициент сцепления ведущих колес с дорожным покрытием.

Рисунок 2.2 — Силовой баланс автомобиля