5.7. Способы улучшения тяговых свойств и топливной экономичности автомобилей с гидропередачами Применение блокируемых гидротрансформаторов

Такие гидротрансформаторы имеют специальную фрикционную муфту, позволяющую соединять (блокировать) между собой насос и турбину, в результате чего передача крутящего момента от вала насоса к валу турбины происходит без потерь. Блокировка обычно осуществляется автоматически при достижении коэффициентом трансформации значения, близкого к единице.

На рис. 40 для блокируемого гидротрансформатора показана зависимость от скорости КПД и тяговой силы. На участке ав тяговая сила изменяется с изменением скорости движения, как у автомобиля с механической коробкой на прямой передаче.

Применение комплексных гидротрансформаторов

Применение комплексных гидротрансформаторов основано на том, что при K_гт < 1 КПД гидротрансформатора меньше, чем КПД гидромуфты. Если работу гидротрансформатора ограничить только зоной высоких КПД (обычно η_гт > 0,7), то диапазон изменения передаточных отношений, а, следовательно, и диапазон изменений скоростей движения автомобиля будет небольшим(рис. 37б). В результате перехода гидротрансформатора при K_гт = 1 на режим гидромуфты значительно увеличивается диапазон передаточных отношений, соответствующих высоким значениям КПД

Переход гидротрансформатора на режим гидромуфты происходит автоматически в связи с тем, что реактор установлен на муфте свободного хода, а при K_гт < 1 момент М_р меняет знак (формула 108) и заставляет реактор вращаться, как одно целое с насосом.

Применение гидромеханической коробки передач

Применение гидротрансформатора в сочетании со ступенчатой коробкой передач (гидромеханическая передача) позволяет, во-первых, увеличить диапазон изменения тяговой силы (при заданном коэффициенте K_гт трансформации) и, во-вторых, увеличить диапазон скоростей, соответствующих высоким значениям КПД гидротрансформатора (рис. 37в). Чем больше число ступеней коробки, тем выше преобразующие свойства гидромеханической передачи и больше диапазон скоростей, при которых гидротрансформатор имеет высокий КПД (лучше топливной экономичности автомобиля). Однако с увеличением числа ступеней механической части гидромеханическая передача усложняется. Поэтому обычно число передач ограничивается двумя-тремя. Переключение передач обычно производится автоматически.

Р

б)

в)

ис. 37. Характеристики различных гидропередач

Глава 6 тяговый расчет автомобиля

6.1. Задачи тягового расчета

Задачей тягового расчета является определение конструктивных параметров автомобиля обеспечивающих его заданные тяговые свойства.

В процессе тягового расчета подбираются:

а) внешняя характеристика двигателя;

б) передаточные числа трансмиссии.

Задаваемыми параметрами обычно являются:

а) тип автомобиля;

б) грузоподъемность или максимальное число пассажиров;

в) максимальная скорость движения М_{а max} по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления ψ_v;

г) максимальное дорожное сопротивление ψ_max на низшей передаче в трансмиссии.

Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизель), иногда делаемый тип трансмиссии (механическая, гидромеханическая и т.д.).

Для проведения тягового расчета приходится выбирать ряд параметров, входящих в формулы для определения расчетной мощности двигателя и передаточных чисел трансмиссии проектируемого автомобиля. К таким параметрам относятся: полная масса автомобиля М_а и распределение ее по осям, коэффициент полезного действия трансмиссии η_тр, радиусы колесами r_k и r_d, коэффициент обтекаемости K_в, площадь лобового сопротивления F.

Полную массу автомобиля М_а определяют как сумму собственной массы автомобиля (снаряженной массы автомобиля) и массы груза и пассажиров, включая водителя. Собственная масса автомобиля подбирается в зависимости от его типа по статистическим данным с учетом конструктивных изменений, предполагаемых в проектируемом автомобиле.

Чаще всего в различного рода справочной литературе приводится сухая масса, т.е. масса автомобиля без полезной нагрузки, воды, масла, бензина, возимого комплекта инструмента, радиооборудования. Для легковых автомобилей сухая масса подбирается в зависимости от класса автомобиля и предполагаемого литража двигателя, который ориентировочно выбирается еще до начала тягового расчета и окончательно уточняется после подбора внешней характеристики двигателя.

Масса снаряжения легкового автомобиля также определяется по статистическим данным в зависимости от класса. Согласно этим данным масса снаряжения для автомобилей различных классов колеблется в пределах от 30…50 кг для автомобилей особо малого класса до 180…195 кг для автомобилей высшего класса.

Расчетная масса одного пассажира в нашей стране, и в большинстве западных стран принята равной 70 кг, а масса багажа на каждого пассажира 10 кг.

Для грузовых автомобилей масса снаряженного автомобиля может быть найдена по коэффициенту тары η_т, равному отношению снаряженной массы автомобиля к номинальной грузоподъемности. Для определения этого коэффициента также используют статистические данные.

Для автомобилей с различной грузоподъемностью коэффициент тары различен. Обычно чем больше грузоподъемность, тем меньше коэффициент тары. Для современных автомобилей средней грузоподъемности (3…5 т) коэффициент тары близок к единице. У грузовых автомобилей повышенной проходимости коэффициент тары значительно выше, чем у автомобилей, предназначенных для движения по дорогам.

Полная масса проектируемого грузового автомобиля равна заданной грузоподъемности, умноженной на (1+η_т) плюс масса пассажиров (включая водителя).

Распределение массы по осям также подбирается, исходя из статистических данных по автомобилям, близким по типу к проектируемому. Для легковых автомобилей, выполненных по классической схеме, при предварительных расчетах можно считать, что полная масса распределяется поровну между обеими осями. Для переднеприводных автомобилей в большинстве случаев масса, приходящаяся на переднюю ось, равна 50…55%, а для автомобилей с задним расположением двигателя – 40…45% от полной массы автомобиля.

У двухосных грузовых автомобилей при предварительных расчетах можно считать, что на двойные скаты задней оси приходится две трети массы полностью груженного автомобиля, принимая при этом во внимание, что у автомобилей, предназначенных для движения по дорогам группы Б, масса, приходящаяся на заднюю ось, не должна превосходить 6000 кг, а у автомобилей, предназначенных для движения по дорогам группы А, – 10000кг.

Для определения величины радиусов колеса по массе, приходящейся на наиболее нагруженное колесо, пользуясь таблицам ГOCT по шинам, определяют номинальные размеры шины. В этих же таблицах ГОСТ указан размер статического радиуса r_ст колеса. При тяговых расчетах считают r_d = r_к = r_ст.

Коэффициент обтекаемости выбирается по таблицам в зависимости от формы кузова.

Для приблизительного подсчета площади лобового сопротивления, пользуясь статистическими данными по автомобилям, близким по типу к проектируемому, намечают габаритные размеры автомобиля (колея, высота, ширина) и определяют F по эмпирическим формулам.