2.3 Выбор передаточных чисел трансмиссии

2.3.1 Передаточное число главной передачи

U_o = 0.377 · n_emax·r_k/(V_amax·U_В) (13)

U_o = 0.377 · 4000·0,308/(230·0,82) = 2,46

где U_В = 0,82 – передаточное число высшей ступени КП

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:

U₁≥U_1ψ = ψ_max·G_а·r_k/(M_emax·U_o·η_т), (14)

где ψ_max – максимальное сопротивление дороги, для легковых автомобилей ψ_max = 0,35…0,50

Принимаем ψ_max = 0,35

U₁≥U_1ψ = 0,35·1894·9,81·0,308/(398,46·2,46·0,92) = 2,23

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

U₁≤U_1φ = φ·K_Rφ·G_φ·r_k/(M_emax·U_o·η_т), (15)

где φ = 0,7 – коэффициент сцепления шин с дорогой; G_φ - сцепной вес;

K_Rφ= 1,14 – коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса при преодолении максимального подъема

U₁≤U_1φ= 0,7·1,14·1091·9,81·0,308/(398,46·2,46·0,92) = 2,91

В) По обеспечению минимальной устойчивой скорости движения автомобиля V_amin:

U₁≥U_1V = 0,377·n_emin·r_k/(U_o·V_amin), (16)

где V_amin = 7 км/ч – минимально-устойчивая скорость движения

U₁≥U_1V = 0,377·700·0,308/(2,46·7) = 4,72

После расчета U_1ψ, U_1φ, U_1V – принимаем передаточное число первой ступени U₁ по условиям:

U_1ψ ≤ U₁ ≤ U_1φ и U₁ ≥ U_1V,

2,23 ≤ U₁ ≤ 2,91,

U₁ ≥ 4,72

В данных пределах выбор передаточного числа невозможен из-за повышенного износа сцепления, поэтому принимаем U₁=4,15 для обеспечения долговечности работы сцепления

Т.к. принятое U₁ отличается от U_1V, то определяем V_amin при принятом передаточном числе первой ступени:

V_amin= 0,377·n_emin·r_k/(U_o·U₁) (17)

V_amin= 0,377·700·0,308/(2,46·4,15) = 7,9 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:

А_б = 0,5·M_emax·I_a·ω_о²/(M_emax-М_ψ), (18)

где I_a – момент инерции автомобиля, приведенный к ведомому диску сцепления;

I_a= m_а·r_k²/(U₁·U_o)² (19)

I_a= 1984·0,308²/(4,15·2,46)²= 1,806 кг·м²

ω_о – расчетная угловая скорость;

для дизельного ДВС - ω_о= (π·n_p)/70, (20)

ω_о= (3,14·4000)/70 = 179,42 рад/с

М_ψ – момент сопротивления дороги, приведенный к ведомому диску сцепления;

М_ψ= ψ·g·m_а·r_k/(U₁·U_o), (21)

где ψ = 0,016 – коэффициент сопротивления дороги

М_ψ= 0,016·9,81·1984·0,308/(4,15·2,46) = 9,39 Н·м

А_б= 0,5·398,46·1,806·179,42²/(398,46-9,39) = 29,74 кДж

Полученное значение А_б не превышает 30кДж для легковых автомобилей

Определим диапазон передаточных чисел КП:

Д = U_КПн/U_КПв, (22)

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

U_КПв – передаточное число КП на высшей передаче

Д = 4,15/0,82 = 5,06

Полученное значение Д находится в диапазоне 5…25