Трансмиссия автомобиля

Назначение – передача крутящего момента от двигателя к колесам, изменение величины крутящего момента, изменение направления вращения колес. Состав – муфта сцепления, коробка перемены передач, карданная передача, главная передача с дифференциалом, полуоси, на полноприводных автомобилях дополнительно раздаточная коробка. По способу передачи крутящего момента: - механические; - гидравлические; - электрические. Электрические трансмиссии постоянного или переменного тока включают генератор, электродвигатели (один или несколько) в блоке с редукторами и блок управления (БелАЗ). Гидравлические – два типа: гидродинамические (гидротрансформаторы) и гидрообъемные (гидростатические). Гидротрансформаторы передают крутящий момент за счет энергии движущегося потока жидкости, крутящий момент изменяют автоматически с увеличением нагрузки, имеют низкий к.п.д., применяют, в основном, в комбинации с механическими (автобус ЛиАЗ, легковые иномарки – коробки-автоматы). Гидрообъемные – передают момент за счет давления жидкости, имеют возможность плавной регулировки момента, недостаток – сложные и дорогие применяются в спец. транспорте, в т.ч. в сельскохозяйственных машинах (комбайнах). Механические – бесступенчатые фрикционные (вариаторы): ременные (изменяют передаточное число плавно, перемещением шкивов) (автомобили легковые DAF, Хонда, Тойота) и дисковые (Мини-Купер, Англ.). Достоинство – простота конструкции, недостаток – низкий ресурс из-за высоких контактных напряжений в зонах трения. Ступенчатые: а) с неподвижными осями валов: двухвальные (переднеприводные ВАЗ и др.) имеют два вала: ведущий и ведомый, не имеют прямой передачи; трехвальные (заднеприводные ВАЗ, «Волга» и др.) имеют три вала: ведущий (первичный), ведомый и промежуточный. Крутящий момент передается сначала с первичного вала на промежуточный, затем на ведомый. Имеют прямую передачу кода ведущий вал соединен напрямую с ведомым, к.п.д. на прямой максимален. Передаточное число (передаточное число – отношение скорости вращения ведущего вала к скорости ведомого); б) с подвижными осями валов (планетарные) имеют три типа шестерен: центральную (солнечную) шестерню, которую обкатывают сателлиты, находящиеся также в зацеплении с наружным колесом (эпициклом). Преимущества – передача большой мощности (момента) при небольших габаритах (одновременно работают несколько пар зубьев). Недостаток – пониженный к.п.д.

3)

Радиальные имеют лучшее сцепление, менее устойчивы к боковым ударам предпочтительнее на ровном асфальте. Диагональные «жестче», лучше переносят удары предпочтительнее на неровных дорогах, грунте.

7) Сила сопротивления воздуха. Сила сопротивления воздуха движению автомобиля складывается из нескольких составляющих: - лобового сопротивления автомобиля, вызванного формой автомобиля и соответственно разницей давлений воздуха впереди и сзади кузова; - сопротивление, создаваемое выступающими частями автомобиля сопротивление потока воздуха, проходящего через радиатор, воздухозаборники, подкапотное пространство, колесные ниши и т.д.; - трение частиц воздуха о наружную поверхность автомобиля; - подъемной силой, вызванной разницей давлений над кузовом и под ним. Силу Рв сопротивления воздуха определяют по эмпирической (полученной экспериментально) формуле 2 VFkР,=××вв где F – лобовая площадь автомобиля (м2), ÷kв – коэффициент лобового сопротивления ÷ ø ö ç ç è × æ 4 2 М сН (иногда его называют коэффициент обтекаемости; V – скорость движения автомобиля. Лобовой площадью называют площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную направлению движения. Коэффициент обтекаемости зависит от геометрической формы автомобиля. Экспериментально установлено, что для улучшения обтекаемости автомобиля передняя часть кузова автомобиля должна быть низкой, широкой, не иметь острых углов. Решетка радиатора должна быть низкой и широкой. В этом случае не происходит отрыва воздушного потока, и он хорошо обтекает автомобиль. Оптимальный угол установки ветрового стекла к вертикали 48…55°. При увеличении угла наклона аэродинамические характеристики улучшаются, однако возрастает вес стекла, ухудшается светопередача, в сумерках снижается обзорность, на солнце появляются блики. Применения стекол большой кривизны может вызвать искажения. Большое влияние оказывают форма задней части автомобиля. Наиболее (седан) распространены три формы: ступенчатая, плавная (хэчбек) и тупая (универсал). Вихревой поток срывается сзади автомобиля и подбор наклона и формы заднего стела является наиболее сложным. Средние значения коэффициентов лобового сопротивления:

- легковые автомобили kв = 0,2…0,35;

- грузовые kв = 0,6…0,7;

- автобусы kв = 0,25…0,4;

- спортивные kв = 0,13…0,15.

8) Тормозные свойства автомобиля.

Тормозная динамичность характеризует способность автомобиля уменьшать скорость и готовность его к экстренной остановке. Тормозная динамичность оценивается такими показателями, как среднее (установившееся) замедление автомобиля за период полного затормаживания и тормозной путь автомобиля, т.е. путь, проходимый автомобилем от начала воздействия водителем на педаль до остановки. Замедление jз и тормозной путь Sт определяют аналитически, и поверяют методами ходовых (дорожных) испытаний или стационарными испытаниями на специальных стендах. Величину замедления автомобиля jз (автопоезда) с исправной рабочей системой при экстренном торможении можно определить по формуле: jз= gφ/Кэ где g – 9,81 м/с2; φ — коэффициент сцепления; Кэ — коэффициент эффективности тормозов, учитывающий неодновременность блокировки колес. Коэффициент Кэ зависит от коэффициента сцепления и массы автомобиля. Величину тормозного пути (м) можно определить по формуле Sт=(tр.т+0.5tн.т)V/3.6+V2 Кэ/(254φ), где V — скорость движения автомобиля перед началом торможения, км/ч; tр.т— время срабатывания тормозного привода, с. Оно зависит в основном от конструкции тормозного привода и равно 0,2—0,4 с у автомобилей с гидравлическим приводом и 0,6—0,8 с пневматическим. У автопоездов с пневматическим тормозным приводом времени tр.т может достигать 2—3 с; tн.т — время нарастания тормозной силы, которое зависит от массы транспортного средства, типа и состояния дорожного покрытия. Чем больше масса автомобиля и коэффициент сцепления φ, тем больше время tн.т Значение времени tн.т находится к пределах 0,1--0,6 с. Остановочный путь Sо (м) аналитически может быть рассчитан по формуле: Sо = (tр + tр.т+ 0.05tн.т)V/3.6 + V2 Кэ/(254φ), где tр — время реакции водителя, с. (значения остальных переменных те же, что и для формулы тормозного пути.) Остановочный путь зависит от эффективности торможения и от времени реакции водителя, и от времени срабатывания тормозов. Вертикальная реакция передних колес при торможении 31 jhbg L) (,=××+×m R gz задних 32 jhag L) (,=××+×m R gz где m – масса автомобиля; L – база; a,b – расстояние от центра тяжести до оси переднего и заднего мостов соответственно; hg – высота центра тяжести; jз – замедление; G – ускорение свободного падения. Чем выше замедление, тем сильнее нагружается передний мост и разгружается задний. Торможение без блокировки возможно, когда тормозная сила РТОР ≤ Rz · φ. Следовательно, для предотвращения блокировки задних колес, чем выше замедление, тем меньше должна быть тормозная сила задних колес. Для этого применяют регуляторы тормозных сил (ВАЗ, ГАЗ) или антиблокировочные системы. При торможении автомобиль может потерять устойчивость в результате блокировки задних колес. При резком торможении нагрузка на задние колеса уменьшается, колеса блокируются, при этом коэффициент сцепления φх шин с дорогой снижается в 1,5…2 раза, а сила сцепления может снизиться до 5 раз. В этом случае автомобиль приходит в состояние неустойчивого равновесия относительно переднего моста. Центр тяжести находится позади переднего моста и любое боковое возмущение (ветр, уклон дороги) стремится развернуть автомобиль так, чтобы центр тяжести был впереди переднего моста.

13) Главная передача Главная передача предназначена для увеличения вращающего момента и передачи его к ведущим колесам. Основными классификационными признаками главных передач являются передаточное число, тип и взаимное расположение применяемых в них зубчатых передач. В конических передачах зубья колес криволинейные, выполненные по дуге окружности (типа «глисон»), элоиды (типа «эрликон») или эвольвенты (типа «клингельнберг»). Преимущества таких передач: малая чувствительность зубьев колес к неточностям взаимного расположения и возможность обработки зубьев на высокопроизводительном оборудовании. Гипоидные передачи занимают промежуточное положение между коническими передачами с криволинейными и червячными зубьями. Они отличаются от конических передач смещением оси ведущего зубчатого колеса относительно оси ведомого зубчатого колеса: в легковых автомобилях вниз (это позволяет опустить пол кузова), а в грузовых вверх (для увеличения дорожного просвета). По сравнению с коническими передачами гипоидные передачи при одинаковой прочности обладают меньшими габаритными размерами и уровнем шума, позволяют в салоне легкового автомобиля уменьшить вертикальный размер тоннеля, служащего для размещения карданного вала. К недостаткам гипоидных передач относятся большие потери мощности вследствие продольного скольжения профилей зубьев и необходимость применения специальных смазочных материалов с антизадирными присадками. Двойные разнесенные главные передачи (рис. 18.14) устанавливают на автомобилях УАЗ-469, МАЗ-500, МАЗ-5336, БелАЗ-540, автобусах ЛиАЗ и др. Такая передача состоит из центрального редуктора в виде конической или гипоидной передачи с небольшим передаточным числом и двух цилиндрических или планетарных редукторов, размещенных в колесах. Двухскоростные главные передачи позволяют увеличить число ступеней трансмиссии без применения сложных многоступенчатых коробок передач. Эти передачи выпускают, например, фирмы «Итон» и «Роквел стандарт» (США) для автомобилей, работающих в горных условиях, тягачей и специальных автомобилей. Такая передача позволяет увеличить как максимальное передаточное число, так и число передач, что необходимо для преодоления сопротивлений, изменяющихся в зависимости от состояния дорог и нагруженности автомобиля.

14) Топливная экономичность автомобиля

Основными показателями топливной экономичности являются: - удельный расход топлива двигателем qe (гр/кВт · ч) для бензиновых двигателей он равен 260…310 гр/кВт · ч, для дизелей – 190…230 гр/кВт · ч; - часовой расход топлива автомобилем Gт (кг/ч); - путевой расход топлива Qs (л/100 км); - расход топлива на единицу транспортной работы Qw (л/100 т. км) (в литрах на 100 тонно-километров). Оценочные показатели топливной экономичности: - контрольный расход топлива; - расход топлива в магистральном цикле; - расход топлива в городском цикле. Контрольный расход топлива определяют на горизонтальной дороге с асфальтовым покрытием при скорости ветра не более 1 м/с движением в двух направлениях со скоростью: - для автомобилей массой менее 3,5т – 90 и 120 км/ч; - для автомобилей массой более 3,5 т – 60 и 80 км/ч. В магистральном цикле для всех типов автомобилей строят зависимость изменения расхода топлива Qs от скорости движения V, которая представляет собой параболу. В городском цикле измеряют расход топлива по стандартному циклу: разгон, накат, торможение. Уравнение расхода топлива в общем виде) (ТТ ивдэ s V rh ×××NNNq Q 36,= + + где qэ – удельный эксплуатационный расход топлива; Nд – мощность, потребная на преодоление сопротивления дороги (кВт); Nв – мощность, потребная на преодоление силы сопротивления воздуха; Nи – мощность, потребная на преодоление сил инерции; pТ – плотность топлива (для бензина ≈ 0,75 кг/л, для дизтоплива ≈ 0,82 кг/л); V – скорость движения (км/ч); ηТ – к.п.д. трансмиссии. Существуют различные способы определения удельного эксплуатационного расхода топлива qэ. одним из них является вычисление по формуле Шлиппе qэ = qе ∙kn ∙ kи, где qе – удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности; kn – коэффициент, зависящий от степени загрузки двигателя по оборотам; kи – коэффициент, зависящий от степени загрузки двигателя по мощности Значение kn и kи индивидуальные для каждой марки двигателя. Однако эксперименты показывают, что при снижении степени загрузки двигателя до 30% и ниже коэффициент kи может составлять 1,5…3 для бензиновых двигателей и 1,1…1,3 – для дизелей. Коэффициент kп соответственно 1,05…1,2. при загрузке двигателя 50…90%. Эти коэффициенты составляют приблизительно 0,85…0,95 следовательно значительная недогрузка двигателя приводит к росту удельного расхода топлива, особенно автомобилями с бензиновыми двигателями, т.е. автомобиль с двигателем 200 л.с., двигаясь со скоростью 90 км/ч, расходует в 1,5…2 раза больше топлива, чем такой же с двигателем 50 л.с. Отсюда следуют основные меры по повышению топливной экономичности: - рациональный выбор мощности двигателя для данного автомобиля и вида перевозок; - рациональный выбор передаточных чисел трансмиссии; - снижение удельного расхода топлива двигателем; - снижение механических и аэродинамических потерь автомобиля и т.д.

Дата добавления: 2015-07-15