2.4. Подбор передаточных чисел коробки передач.
Для определения передаточных чисел коробки передач, вначале определяют передаточное число на первой, самой низкой передаче.
Передаточное число первой передачи должно удовлетворять следующим требованиям:
обеспечивать преодоление повышенных дорожных сопротивлений движению;
не вызывать буксование ведущих колес автомобиля при передаче максимального крутящего момента двигателя.
Эти требования будут выполнены, если максимальная касательная силы тяги автомобиля
;
(2.21)
отсюда передаточное число коробки передач на первой передаче составляет:
;
(2.22)
где: G – сила тяжести автомобиля, Н;
МКР МАХ – максимальный крутящий момент по внешней скоростной характеристики двигателя, Нм;
ηТР 1 – КПД трансмиссии на первой передаче.
Найденное передаточное отношение первой ступени коробки передач должно исключать полное буксование ведущих колес, которое может возникнуть при максимальной касательной силе тяги автомобиля.
Для этого необходимо, чтобы максимальная касательная силы тяги, подводимая к ведущим колесам, была бы меньше или равна максимальной силе сцепления ведущих колес с дорогой, то есть:
;
(2.23)
откуда:
;
(2.24)
где: φ – коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой принимается в пределах 0,5...0,6.
Таким образом, передаточное число первой ступени коробки передач должно лежать в пределах, обуславливающих преодоление автомобилем максимального дорожного сопротивления и отсутствие буксования ведущих колес.
Зная передаточное число 1-й ступени коробки передач, переходят к определению передаточных чисел на промежуточных передачах.
Если исходить из условия сохранения постоянного интервала изменения чисел оборотов двигателя, при разгоне на различных передачах, что обуславливает наибольшую производительность и экономичность автомобиля, то получим ряд передаточных чисел, подчиняющихся закону геометрической прогрессии:
;
(2.25)
откуда:
;
;
(2.26)
где: z – число передач;
q – знаменатель геометрической прогрессии.
;
(2.27)
В частном случае, когда высшая передача является прямой iKZ =1;
;
(2.28)
В случае наличия ускоряющей передачи в трехвальной коробке передач (с прямой передачей), ускоряющая передача в расчете не используется, а ее передаточное отношение принимается из прототипа.
При расчете двухвальной коробки передач, за iKZ принимается передаточное число передачи прототипа, которое использовалось для расчета главной передачи (т.е. передача, на которой достигается максимальная скорость). При этом, если в КПП автомобиля-прототипа имеется передача еще выше, то ее передаточное число также принимается из прототипа.
Зная передаточные числа коробки перемены передач и главной передачи, определяют передаточные числа трансмиссии:
;
(2.29)
Затем определяются скорости движения, соответствующие максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя:
;
;
(2.30)