Определение передаточных чисел трансмиссии

Передаточные числа трансмиссии определяются в следующей последовательности:

-принимается передаточное число высшей передачи коробки передач U_в;

-определяется передаточное число главной передачи U_о;

-определяется передаточное число первой передачи коробки передач U₁;

-определяется диапазон коробки, а по нему со справочной литературы определяется количество передач коробки;

-рассчитываются передаточные числа промежуточных передач коробки.

Передаточное число высшей передачи коробки передач принимают по базовому автомобилю или учитывая следующее:

-для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями высшая передача прямая U_в =1, а для таких же автомобилей с дизелями - U_в = 0,72...1. Если на дизеле установлена дополнительная коробка (делитель или демультипликатор); тогда U_в =0,71…0,82;

-для легковых автомобилей заднеприводных U_в =1...0,82, а переднеприводных высшая передача ускоряющая U_в =0,73...0,95;

-в городских и пригородных автобусов U_в =1, в междугородных

U_в =0,72...0,78.

Передаточные числа высших ступеней раздаточных коробок U_рв находятся в пределах U_рв= 0,917...1,31.

Передаточное число главной передачи определяют из условия: обеспечить заданную максимальную скорость движения V_max автомобиля при максимальной угловой скорости коленчатого вала, высших передачах коробки передач и раздаточной коробки. В этом случае максимальная скорость движения автомобиля запишется

.

Отсюда . (6.2)

Передаточное число первой передачи U ₁ коробки передач определяют, исходя из выполнения двух условий:

- преодоление автомобилем заданного максимального коэффициента сопротивления дороги y_max;

- обеспечение минимальной скорости движения автомобиля V_min 1…1,4 м/с для подъезда к погрузке и разгрузке.

Первое условие будет выполняться, если

Р_{к max} = Р_{y max},

где Р_{k max} - максимальная окружная сила на ведущих колесах автомобиля, которая определяется так

,

где М_{e max} - максимальный крутящий момент двигателя, который берется из его внешней скоростной характеристики;

U_рн - низшая передача раздаточной коробки. Принимается по прототипу или в пределах U_рн =1,31...2,28.

Р_{y max} - максимальная сила сопротивления движению автомобиля

.

После подстановки и преобразований получим передаточное число первой передачи, исходя из выполнения первого условия,

. (6.3)

Второе условие запишется следующим образом

.

Отсюда , (6.4)
где w_{e min} =70 …90 рад/с- минимальная угловая скорость коленчатого вала.

Из рассчитанных по формулам (6.3),(6.4) значений передаточного числа первой передачи принимается большее из них.

Количество передач в коробке принимается по прототипу или вначале рассчитывается диапазон Д_к коробки

,

равный отношению передаточных чисел крайних передач, а затем по табл. 6.2 определяется число ступеней коробки передач n.

Таблица 6.3

Для расчета промежуточных передач коробки существуют две принципиальные концепции:

- получение минимального времени и пути разгона до максимальной скорости;
- обеспечение минимального расхода топлива.

Ниже рассмотрено определение передаточных чисел, исходя из первой концепции, в основу которой положено наиболее полное использование мощности двигателя.

Примем следующие допущения:

-переключение передач происходит в неизменном диапазоне частот вращения коленчатого вала n₁ и n₂;

-падение скорости при переключении передач отсутствует.

Задача сводится к получению зависимости для определения промежуточных передач при известных U_в, U₁ и количестве передач n.

С учетом принятых допущений движение автомобиля возможно, если скорость автомобиля при n ₂ на предыдущей передачи равняется его скорости на последующей при n_1.

На рис. 6.2 приведены зависимости скорости движения автомобиля от оборотов коленчатого вала в диапазоне n ₁ и n ₂ на трех передачах. Из рис.6.2 следует, что движение автомобиля возможно, если

V_1max=V_2min, V_2max=V_3min, _/
где V_{1 max} - максимальная скорость движения на первой передачи, которая равна

;

Рис. 6.2 Зависимость

V_2min- минимальная скорость движения автомобиля на второй передачи.

Минимальная скорость движения на второй передачи равна .

Из равенства скоростей на первой и второй передачах имеем

или .

Если прировнять V_2max=V_{3m in} получим

или .

Исходя из анализа приведенного выше, для т -ой передачи запишем

. (6.5)

Неизвестной величиной в формуле (6.5) является . Для его определения воспользуемся исходными данными, имея ввиду, что U_n=U_в.

Если принять m=n, тогда формула (6.5) запишется

.

Отсюда .

Подставим полученное значение в формулу (6.5), получим зависимость для определения передаточного числа m-ой передачи коробки передач (6.6).

Что же касается заднего хода, то он служит для маневрирования автомобиля и его передаточное число выбирают при компоновке коробки передач из соотношения

U_зv =(0,9...1,3) U _1.