ОПП 2-37 01 02 13 2.3 Тягово-динамический расчет 2 страница

мм, (21)

мм; (22)

2.3 Выбор передаточных чисел трансмиссии

2.3.1 Передаточное число главной передачи

Передаточное число главной передачи U₀ выбираем из условий обеспечения максимальной скорости V_amax автомобиля, заданной в техническом задании на проектирование, по следующей зависимости:

(23)

где n_{e max} – максимальная частота вращения коленвала, Нм;

r_к – радиус качения колеса, м;

U_B – передаточное число высшей ступени КП: если высшая передача прямая, то U_B = 1; если повышающая - U_B = 0,65…0,82.

Принимаем U_B =0,82

Полученное значение U₀ находится в интервале, приведенном в таблице 8.

Таблица 8 – Передаточные числа U₀ главных передач

Тип автомобиля	Легковые заднеприводные	Легковые переднеприводные	Грузовые и автобусы
U0	2,7…4,9	3,3…5,1	3,5…9,0

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

2.3.2 Выбор передаточного числа первой ступени КП

Значение передаточного числа первой ступени U₁ КП определяется по трем условиям и, если между полученными значениями выполняются определенные соотношения, то одно из них принимается в качестве расчетного:

а) по условию преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги ψ_max, преодолению максимального подъема:

, (24)

где G_a = m_ag – вес автомобиля, Н;

m_a – полная масса автомобиля, кг;

r_к – радиус качения колеса, м;

M_{e max} – максимальный крутящий момент, Н^. м;

U₀ – передаточное число главной передачи;

η_Т – КПД трансмиссии;

ψ _max – максимальное сопротивление дороги;

Принимаем ψ_max = 0,35;

б) по условию реализации окружной силы на колесах автомобиля, т.е. по сцеплению шин с дорогой – отсутствию буксирования ведущих колес при преодолении максимального подъема:

, (25)

где φ = 0,7…0,85 – коэффициент сцепления шин с дорогой; принимаем φ = 0,85;

G _φ = m _φg – сцепной вес – вес, приходящийся на ведущие колеса, Н;

m_φ – масса на ведущие колеса, кг;

К_Rφ – коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса при преодолении максимального подъема – приведен в таблице 9.

Таблица 9 – Значения К_Rφ при преодолении максимального подъема

Тип автомобиля	КR1	KR2
Легковой	0,75…0,85	1,08…1,14
Грузовой	0,85…0,9	1,05…1,1
Автобусы	0,87…0,92	1,08…1,13
Повышенной проходимости	0,4…0,6	1,18…1,22

в) по обеспечению минимальной устойчивой скорости движения автомобиля V_amin:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

, (26)

где n_{e min} – минимальная частота вращения коленвала, об/мин;

V_amin = 3…7 км/ч – минимально устойчивая скорость движения.

После расчета U_1ψ, U_1φ и U_1v по формулам (21) – (23) принимаем передаточное число первой ступени U₁ по условиям:

U_1ψ ≤ U₁ ≤ U_1φ и U₁ ≥ U_1v (27)

2,07≤ U₁ ≤3,2 и U₁ ≥3,2

Принимаем U₁=3,2

Так как принятое U₁ ≠ U_1v, то определяем V_amin при принятом передаточном числе первой ступени по формуле:

, км/ч (28)

Полученное значение V_amin находится в пределах 3…7 км/ч.

2.3.3 Проверка U₁ по работе буксования сцепления

Проверим принятое значение передаточного числа первой ступени U₁ КП по работе буксования сцепления А _б при трогании автомобиля с места:

, кДж (29)

где I_а - момент инерции автомобиля, приведенный к ведомому диску сцепления, кг^.м²:

(30)

ω₀ – расчетная угловая скорость:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

рад/с; (31)

рад/с

M_ψ – момент сопротивления дороги, приведенный к ведомому диску сцепления:

, Н·м (32)

где ψ = 0,016…0,120 – коэффициент сопротивления дороги.

Принимаем ψ = 0,016.

Н·м

Полученное значение А_б не должно превышать: для легковых - 30 кДж, но принимаем 32,53 кДж, так как данное значение будет обеспечиваться применением двухдискового сцепления.

Определим диапазон передаточных чисел КП:

(33)

где U_КПн = U₁ – передаточное число КП на низшей передаче;

U_КПв – передаточное число КП на высшей передаче.

Полученное значение Д не находится в диапазоне, приведенном в таблице 10.Незначительное отклонение будет компенсироваться большим крутящим моментом ДВС проектируемого автомобиля.

Таблица 10 - Диапазон передаточных чисел Д КП

Количество ступеней в КП				5…22
Д	2,2…2,7	3,0…4,9	3,5…5,0	5…25

2.3.4 Передаточные числа промежуточных ступеней КПП

В пункте 1.3.3 принята кинематическая схема трансмиссии, на основании которой при переднем приводе принимаем для проектируемого автомобиля 2-х вальную КП. При 2-х вальной КП возможности получения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

прямой передачи нет – U_кп ≠ 1 – из-за повышенного износа зубьев КП при передаточном числе равном 1.

Передаточные числа промежуточных ступеней КП выбирают из условия получения максимальной интенсивности разгона (по гармоническому закону) и возможности длительного движения при повышенном сопротивлении дороги при одновременном обеспечении хорошей экономичности автомобиля (по геометрическому закону).

Выбор передаточных чисел промежуточных ступеней КП по геометрическому закону осуществляется по следующей зависимости:

, (34)

где - передаточное число i-той ступени (промежуточной) по геометрическому закону;

n – номер высшей передачи;

U₁ – передаточное число первой ступени;

U_n – передаточное число высшей передачи.

Передаточные числа промежуточных ступеней КП (для 2-х и 3-х вальных) по гармоническому закону определяются по зависимости:

, (35)

Для дальнейших расчётов передаточные числа промежуточных ступеней КП определим как среднее:

, (36)

где – передаточное число по геометрическому закону;

– передаточное число по гармоническому закону.

Рассчитанные значения передаточных чисел заносим в таблицу 11.

Таблица 11 – Передаточные числа трансмиссии

Передаточное число	Значение
Коробки передач: U1 U2 U3 U4 U5 U6	3,2 2,11 1,6 1,24 0.99 0,8
Главной передачи: U0	4,373

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

2.4 Тяговая характеристика автомобиля

Тяговой характеристикой автомобиля называют графическое изображение тяговой силы в координатах: сила тяги ведущих колес на различных передачах F_Т – скорость V_а. Уравнение тягового баланса получено из условия – сумма всех сил сопротивления движению автомобиля в любой момент времени равна окружной силе тяги F_Т на ведущих колесах (движущей). Полная окружная сила тяги F_Т получается при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, т.е. при полной (максимальной) подаче топлива (дроссельная заслонка полностью открыта или рейка топливного насоса высокого давления вдвинута до упора):

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОПП 2-37 01 02 13

Н (37)

где М_е – эффективный крутящий момент двигателя по ВСХ, Нм;

U_кпi – передаточное число КП на i-той передаче;

U_o – передаточное число главной передачи;

η_т – КПД трансмиссии;

r_к – радиус качения колеса без скольжения, м.

Скорость автомобиля определяется по формуле:

(38)

где n_е – текущая частота вращения коленчатого вала, об/мин;

r_к – радиус качения колеса без скольжения.

Результаты расчётов по формулам (34) и (35) при характерных частотах вращения коленвала на всех передачах в КПП заносим в таблицу 14 и строим тяговую характеристику автомобиля, на которой проводим линии, соответствующие максимальной окружной силе (силе тяги) по сцеплению шин с дорогой для случая движения по сухому и по мокрому асфальту:

, (39)

где G_φ –сцепной вес автомобиля, Н;

G_φ =9,81·1220=11968,2 Н

φ = 0,55 – мокрый асфальт;

φ = 0,7…0,85 – сухой чистый асфальт.

;

;

Если кривые F_Т лежат выше линии F_Тφ, то это означает пробуксовку шин. Допускается пробуксовка шин на мокром асфальте на низших передачах и на сухом асфальте на первой передаче, т.к. подача топлива максимальна; в противном случае необходимо увеличивать сцепной вес G_φ автомобиля.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица 12- Тяговый баланс автомобиля на передачах

ne, об/мин
Рe , кВт	15,73	29,49	43,25	57,02	70,78	82,58	96,34	110,10	117,96
Ме, Н^.м	155,84	184,73	205,35	217,70	221,77	218,67	207,37	187,80	172,90
U1=3,1, δ1=1,61	Va, км/ч	7,00	13,13	19,26	25,39	31,52	36,77	42,90	49,03	52,53
FT,Н	6105,97	7238,14	8046,09	8529,80	8689,29	8567,93	8125,28	7358,39	6774,60
FВ, Н	1,37	4,83	10,38	18,04	27,80	37,84	51,51	67,28	77,23
D	0,3267	0,3871	0,4300	0,4555	0,4635	0,4564	0,4320	0,3901	0,3584
fV	0,01002	0,01006	0,01013	0,01023	0,01036	0,01049	0,01066	0,01087	0,01099
Fψ , Н	187,211	188,041	189,377	191,218	193,565	195,979	199,264	203,055	205,448
а, м/с^2	1,878	2,235	2,490	2,640	2,687	2,644	2,499	2,249	2,060
Fψ + FB, Н	188,58	192,87	199,76	209,26	221,37	233,82	250,78	270,34	282,68
U2=2,06, δ2=1,29	Va, км/ч	9,34	17,51	25,68	33,86	42,03	49,03	57,20	65,38	70,05
FT, Н	4579,47	5428,61	6034,56	6397,35	6516,97	6425,95	6093,96	5518,80	5080,95
FВ, Н	2,44	8,58	18,46	32,08	49,43	67,28	91,58	119,61	137,31
D	0,2449	0,2900	0,3219	0,3406	0,3461	0,3403	0,3212	0,2889	0,2645
fV	0,01003	0,01011	0,01024	0,01041	0,01064	0,01087	0,01118	0,01154	0,01177
Fψ , Н	187,467	188,944	191,318	194,592	198,764	203,055	208,896	215,635	219,890
а, м/с^2	1,663	1,982	2,207	2,338	2,375	2,332	2,195	1,964	1,790
Fψ + FB, Н	189,91	197,53	209,78	226,67	248,19	270,34	300,47	335,24	357,20
U3=1,49, δ3=1,17	Va, км/ч	12,66	23,71	34,78	45,84	56,90	66,39	77,45	88,52	94,84
FT, Н	3341,12	3960,63	4402,73	4667,41	4754,68	4688,28	4446,06	4026,43	3706,99
FВ, Н	4,35	15,25	32,81	57,00	87,85	119,57	162,74	212,56	244,01
D	0,1834	0,2168	0,2401	0,2534	0,2565	0,2511	0,2354	0,2096	0,1903
fV	0,01006	0,01020	0,01044	0,01076	0,01117	0,01159	0,01216	0,01282	0,01324
Fψ , Н	183,026	185,658	189,898	195,741	203,189	210,850	221,276	233,307	240,902
а, м/с^2	1,424	1,698	1,888	1,994	2,016	1,968	1,835	1,617	1,455
Fψ + FB, Н	187,37	200,91	222,70	252,75	291,03	330,42	384,02	445,87	484,92
U4=1,13, δ4=1,11	Va, км/ч	18,08	33,89	49,71	65,53	81,34	94,90	110,72	126,54	135,57
FT, Н	2366,06	2804,78	3117,86	3305,30	3367,10	3320,07	3148,54	2851,38	2625,16
FВ, Н	9,14	32,15	69,15	120,16	185,17	252,04	343,05	448,07	514,36
D	0,1261	0,1484	0,1631	0,1704	0,1703	0,1642	0,1501	0,1286	0,1129
fV	0,01012	0,01041	0,01089	0,01155	0,01238	0,01324	0,01441	0,01576	0,01662
Fψ , Н	189,079	189,501	198,164	210,105	225,323	240,977	262,283	286,867	302,386
а, м/с^2	1,005	1,195	1,319	1,377	1,368	1,308	1,176	0,978	0,835
Fψ + FB, Н	198,22	221,65	267,32	330,27	410,49	493,01	605,33	734,93	816,75
U5=0,88, δ5=1,08	Va, км/ч	22,64	42,45	62,26	82,07	101,89	118,87	138,68	158,49	169,81
FT, Н	1889,03	2239,30	2489,26	2638,91	2688,25	2650,70	2513,76	2276,50	2095,89
FВ, Н	14,35	50,43	108,49	188,51	290,50	395,40	538,18	702,94	806,94
D	0,1003	0,1171	0,1274	0,1311	0,1283	0,1207	0,1057	0,0842	0,0690
fV	0,01018	0,01065	0,01140	0,01243	0,01374	0,01509	0,01692	0,01904	0,02038
Fψ , Н	190,329	199,005	212,962	232,200	256,718	281,938	316,264	355,871	380,875
а, м/с^2	0,893	1,055	1,149	1,176	1,135	1,046	0,880	0,646	0,481
Fψ + FB, Н	204,67	249,44	321,45	420,71	547,22	677,34	854,45	1058,81	1187,82
U6=0,7, δ6=1,06	Va, км/ч	27,34	51,25	75,17	99,09	123,01	143,51	167,43	191,35	205,01
FT,Н	1564,65	1854,77	2061,81	2185,76	2226,63	2195,53	2082,10	1885,59	1735,99
FВ, Н	20,91	73,51	158,13	274,78	423,44	576,34	784,47	1024,61	1176,21
D	0,0826	0,0953	0,1019	0,1023	0,0965	0,0866	0,0694	0,0461	0,0300
fV	0,01027	0,01095	0,01203	0,01353	0,01545	0,01741	0,02009	0,02318	0,02513
Fψ , Н	191,908	199,185	218,994	246,300	281,100	316,896	365,617	421,834	457,323
а, м/с^2	0,657	0,766	0,816	0,806	0,736	0,629	0,448	0,208	0,044
Fψ + FB, Н	212,82	272,70	377,13	521,08	704,54	893,24	1150,08	1446,44	1633,53

Дата добавления: 2015-10-21