РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ РАБОТА
ВКЛЮЧЕНИЕ СЦЕПЛЕНИЯ ПРИ ТРОГАНИИ С МЕСТА АВТОМОБИЛЯ
J1w1=Me-Mсц;
J2w2=Mсц-Мс;
Где J1 и J2=δ’врmarк2/uтр2 приведенные к ведущей и ведомой частям сцепления моменты инерции в Нмс2;
δ’вр=1,04 – коэффициент учета вращающихся масс,
ma- масса автомобиля;
J2=δ’врmarк2/(uтр* u1кп)2=1,04*1300*0,3*0,3/(4,3*3,75)2=121,68/260=0,48
Mc=ᴪgmarк/(uтрηтр)=const;
Mc=0,035*9,8*1300*0,3/(4,3*0,92)=133,77/3,956=33,81 Hm;
ᴪ=0,035- коэффициент дорожного сопротивления;
g=9,8 м/с2 – ускорение свободного радения;
ηтр=0,92 к.п.д. трансмиссии
w1нач=1.5w1xx+30J2/J1=1,5*87+30*6,5/0,24=130,5+812,5=943
w1xx=0,15 wn=0,15*580=87с-1;
Memax=89 Hm;
wn=580c-1;
ma=1300кг;
mд=3,5кг;
rk=0,3м;
uтр=4,3;
u1кп=3,75 – трогание с места на первой передачи;
u2кп=2,3 – трогание с места на второй передачи;
u3кп=1,49 – трогание с места на третьей передачи;
J1=0,24Нмс2;
k1=150Нмс-1;
tвк=0,9с;
Δt0=γд*Lб/(сд*mд)
Где γд =0,5 - коэффициент, учитывающий часть тепла, идущего на нагрев данной детали;
сд =482Дж/кгК- удельная теплоемкость чугуна или стали;
Lбуд=Lб/(nF)- величина удельной работы буксования; где F = π(202-14,22)/4=157см2 – площадь одной поверхности трения в см2, а n=2 – число пар трения;
Вариант 1
Включение сцепления при мгновенном увеличении Me и Mсц до максимальных значений. Это предельно быстрое включение сцепления – включение «броском», что обеспечивает получение максимально возможных ускорения автомобиля в начальной фазе разгона.
Принимаем: w1нач = 480 с-1.
J2=δ’врmarк2/(uтр*u1кп)2=1,04*1300*0,3*0,3/(4,3*3,75)2 =121,68/260,02=0,48 Нмс2;
J2=0,48 Нмс2
Mc= ᴪgmarк/(uтрηтрu1кп)=0,035*9,8*1300*0,3/(4,3*0,92*3,75)=133,77/14,835=9,01 Hm;
Mсцmax= Memax* β =89*1,5=133,5 Hm
jamax=(Mсцmax-Mc)rк/(J2uтрu1кп)= (133,5-9,1)0,3/(0,48*4,3*3,75)=37,32/7,74=4,82м/с2
w1=(Me-Mсц)tб/J1+w1нач
w2=(Мсц-Мс)tб/J2
tб= w1нач/[(Mсц-Мс) /J2 - (Me-Mсц)/J1]=480/[(133,5-9,01) /0,48 - (89-133,5)/0,24]= 480/[124,49/0,48 +44,5/0,24]= 480/[259,35 +185,4]=480/444,75=1,079 с.
J1=0,24 Нмс2
J2=0,48 Нмс2
w1нач = 480 с-1.
w2к=w1к=(Мсц-Мс)tб/J2=(133,5-9)*1,08/0,48=280 с-1 ˃ w1xx=87с-1;
Lб= Mсцmax tб w1нач/2=133,5*1,079*480/2=34571 Дж.
Δt0=γд*Lб/(сд*mд)= 0,5*34571/(482*3,5)=17285,58/1687=10,240C ≤ Δtдоп=100C.
Lбуд=Lб/(nF)=34571 Дж /(2*157)= 110 Дж/ см2 ≤ Lбуддоп = 100Дж/ см2
Вариант 2
Включение сцепления при мгновенном увеличении Me до максимального значения при различной интенсивности увеличения Мсц
w1нач=1.5w1xx+30J2/J1=1,5*87+30*0,48/0,24=130,5+60=190,5 с-1
k1=150 Нмс-1
t1=Mc/k1=9,01/150=0,06c
t2=Memax/k1-t1=89/150-0,06=0,53c
t3=Mсцmax/k1-t1-t2=133,5/150-0,06-0,53=0,3c
t4=J2(w13-w23)/Memax [β+(β-1)J2/J1-Mc/Memax]=0,48(273-107)/89[1,5+(1,5-1)0,48/0,24-9,01/89]=79,68/89[1,5+0,5*0,48/0,24-0,1]=79,68/213,6=0,37c
tб=t1+t2+t3+t4=0,06+0,53+0,3+0,37=1,26c
w11=(Memax*t1-k1t12/2)/J1+ w1нач=(89*0,06-150*0,062/2)/0,24+190,5=(5,34-0,27)/0,24+190,5=211,625 с-1
w12=[ Memax(t1+t2)-k1(t1+t2)2/2]/J1+ w1нач=[89*0,59-26,1]/0,24 + 190,5=300,54 с-1
w13=[ Memax(t1+t2+t3)-k1(t1+t2+t3)2/2]/J1+ w1нач=[89(0,06+0,53+0,3)-150(0,06+0,53+0,3)2/2]/0,24+190,5=[89*0,89-59,4]/0,24+190,5=273 с-1
w14=w24
w21=0
w22=k1t22/(2J2)=150*0,532/(2*0,48)=42,1/0,96=43,89 с-1
w23=k1(t2+t3)2/(2J2)=150(0,53+0,3)2/(2*0,48)=103,3/0,96=107,6 с-1
w24=(Mсцmax- Mc)t4/J2+w23=(133,5-9)*0,37/0,48+190,5=124,5*0,37/0,48+107,6=203,5 с-1˃ w1xx
Mсцср=(Мсцк+Мсцн)/2
Δwср=(w1н+w1к)/2-(w2н+w2к)/2
ΔLб= Mсцср Δwсрtn
Lб= ΣΔLб
ΔLб1=4,5*200*0,06=54Дж.
ΔLб2=46,5*233*0,53=5742Дж.
ΔLб3=111*201*0,3=6693Дж.
ΔLб4=133*82*0,37=4035Дж.
Lб= ΔLб1+ ΔLб2+ ΔLб3+ ΔLб4=54+5742+6693+4035=16524Дж.
Δt0=γд*Lб/(сд*mд)= 0,5*16524/(482*3,5)=8262/1687=4,890C ≤ Δtдоп=100C.
Lбуд=Lб/(nF)=16524/(2*157)=52,62 Дж/ см2 ≤ Lбуддоп = 100Дж/ см2
Вариант 3
Включение сцепления при Мсц = Me, что обеспечивает получение минимальной работы буксования при различной задаваемой водителем интенсивности разгона.
Принимаем: w1нач=1.2w1xx; k1=150 Нмс-1; tвк=0,9с.
w1нач=1.2w1xx=1,2*87=104,4 с-1
t1=Mc/k1=9,01/150=0,06c
t2=Memax/k1-t1=89/150-0,06=0,53c
t3=Mсцmax/k1-t1-t2=133,5/150-0,06-0,53=0,3c
t4=J2(w13-w23)/Memax [β+(β-1)J2/J1-Mc/Memax]=0,48(273-107)/89[1,5+(1,5-1)0,48/0,24-9,01/89]=79,68/89[1,5+0,5*0,48/0,24-0,1]=79,68/213,6=0,37c
t’4=0,48(104-44)/(89-9)=0,36 c
w21=0 с-1
w22=k1t22/(2J2)=150*0,532/(2*0,48)=42,1/0,96=43,89 с-1
w’24=(89-9)*0,36/0,48+44=104 с-1
ΔLб1=4,5*104*0,06=28,4Дж.
ΔLб2=46,5*82*0,53=1680Дж.
ΔLб3=89*30*0,36=960Дж.
Lб= ΔLб1+ ΔLб2+ ΔLб3=2848,4Дж.
Δt0=γд*Lб/(сд*mд)= 0,5*2848,4/(482*3,5)=1424,2/1687=0,840C ≤ Δtдоп=100C.
Lбуд=Lб/(nF)=2848,4/(2*157)=9,07 Дж/ см2 ≤ Lбуддоп = 100Дж/ см2
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ В МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
J1w1=-Mтр,
Где J1=J1’uкп2 и J2=δ’вр*mа*rк2/u02, [Hmc2]; - момент инерции;
Mтр=Ppkpμrср/sinβ – момент трения на поверхностях трения синхронизатора;
Mc=ᴪgmarк/(u0ηтр) – момент сопротивления движению;
J1’ – момент инерции ведомого диска сцепления и всех зубчатых колес коробки передач, находящихся в зацеплении, приведенный к ведомому диску сцепления;
J1’ = Je/70= 0,03 [Hmc2]; где Je – момент инерции маховика двигателя;
U1кп = 7,44 передаточное число включаемой передачи;
U2кп = 4,1 передаточное число включаемой передачи;
δ’вр = 1,04 – коэффициент вращающихся масс;
mа =9500 кг. – масса автомобиля;
rк = 0,48 м. – радиус ведущих колес автомобиля;
u0 = 6,32 – передаточное число главной передачи;
Pp = 100H – усилие, создаваемое водителем на рычаге переключения передач;
kp = 8 – передаточное число рычага переключения передач;
rсн = 5,1 см – максимальный радиус поверхности трения синхронизатора;
rсв = 4,9 см – минимальный радиус поверхности трения синхронизатора;
rср = 5,0 см – средний радиус поверхности трения синхронизатора;
mс =0,5 кг – масса синхронизатора;
β – угол конусной поверхности трения, [sin90= 0,156];
l= (rсн - rсв)/ sin90= (5,1- 4,9)/0,156=1,28 см;
F=2πrсl=2π*5,0*1,28= 40см2;
μ= 0,1
ᴪ = 0,07- коэффициент сопротивления дороги;
ηтр = 0,92 – к.п.д. трансмиссии без к.п.д. коробки передач;
wN = 320 c-1
J2w2=Mтр-Mc1
w1=-Mтр*t/J1+w1н
w2=(Mтр-Мс)*t/J2+w2н
tc=(w1н-w2н)/[(Mтр-Мс)/J2+Mтр/J1]
ΔVa=(w2н-w2к)rк/u0
Lб=J1(wн-wк)2/2
Δt0=γд*Lб/(сд*mд)
Lбуд=Lб/F
Определяем другие исходные данные;
Mтр=Ppkpμrср/sinβ – момент трения на поверхностях трения синхронизатора;
Mтр=100*8*0,1*0,05/0,156=25,64 Нм;
Mc=ᴪgmarк/(u0ηтр) – момент сопротивления движению;
Mc=0,07*9,8*9500*0,48/(6,32*0,92)=3128,16/5,8144=538 Нм;
J2=δ’вр*mа*rк2/u02, [Hmc2];
J2 =1,04*9500*0,48*0,48/6,32*6,32=2276,352/39,9424=57 Hmc2 ;
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ «ВВЕРХ».
Определяем:
1) w1н =wен/uкпв=320/4,1=78 с-1;
2) w2н =wен/uкпн=320/7,44=43 с-1;
где wен - начальная угловая скорость вала двигателя, uкпв – передаточное число включаемой (высшей) передачи, uкпн – передаточное число выключаемой(низшей) передачи.
3) J1=J1’uкп2 = 0,03*4,1*4,1=0,5 Hmc2
4) По уравнению tc=(w1н-w2н)/[(Mтр-Мс)/J2+Mтр/J1] получаем:
tc=(78-43)/[(25,64-538)/57+25,64/0,5]=35/[8,98+51,28]=35/60,26=0,58c;
5) По уравнению w1=-Mтр*t/J1+w1н получаем:
w1к= w2к=-25,64*0,58/0,5+78= -29,74+78=48,25с-1;
6) По уравнению ΔVa=(w2н-w2к)rк/u0 получаем:
ΔVa=(43-48,25) 0,48 /6,32= -5*0,48/6,32=0,37м/с=1,36 км/ч;
7) По уравнению Lб=J1(wн-wк)2/2 получаем:
Lб=0,5(78-48,25)2/2=0,5*885,0625/2=221,26 Дж.
8) По уравнению Δt0=γд*Lб/(сд*mд) получаем: где γд =0,5 – коэффициент учитывающий часть тепла, идущего на нагрев данной детали, сд =482Дж/кгК- удельная теплоемкость бронзы или стали, mд =0,5 кг. – масса данной детали
Δt0=0,5*221,26 /(482*0,5)=110,63/241=4,60C ≤ Δtдоп=300C.
9) По уравнению Lбуд=Lб/F получаем:
Lбуд=221,26 Дж /40см2 = 5,5315 Дж/ см2 ≤ Lбуддоп = 40Дж/ см2
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ «ВНИЗ».
1) w2н =wен/ uкпв =320/4,1=78 с-1;
2) w1н =wен/ uкпн =320/7,44=43 с-1;
где wен - начальная угловая скорость вала двигателя, uкпв – передаточное число включаемой (высшей) передачи, uкпн – передаточное число выключаемой(низшей) передачи.
3) J1=J1’uкп2 = 0,03*7,44*7,44=1,66 Hmc2
4) По уравнению tc=(w2н-w1н)/[-(Mтр-Мс)/J2+Mтр/J1] получаем:
tc=(78-43)/[-(25,64 -538)/ 57+25,64 /1,66]= 35/[512,36/57+15,44]=1,43c.
5) По уравнению w1=Mтр*t/J1+w1н получаем:
w1к= w2к=25,64*1,43/1,66+43=65,1с-1;
6) По уравнению ΔVa=(w2н-w2к)rк/u0 получаем:
ΔVa=(78-65,1) 0,48 /6,32= 12,9*0,48/6,32=0,98м/с=3,53 км/ч;
7) По уравнению Lб=J1(wн-wк)2/2 получаем:
Lб=1,66(65,1-43)2/2=(1,66*22,1*22,1)/2=405,38 Дж.
8) По уравнению Δt0=γд*Lб/(сд*mд) получаем: где γд =0,5 – коэффициент учитывающий часть тепла, идущего на нагрев данной детали, сд =482Дж/кгК- удельная теплоемкость бронзы или стали, mд =0,5 кг. – масса данной детали
Δt0=0,5*405,38/(482*0,5)=202,69/241=8,410C ≤ Δtдоп=300C.
9) По уравнению Lбуд=Lб/F получаем:
Lбуд=405,38 Дж /40см2 = 10.1 Дж/ см2 ≤ Lбуддоп = 40Дж/ см2
|
|
|
|
|
| ||||||||