Выбор параметров трансмиссии

В процессе определения параметров трансмиссии автомобиля производится расчет передаточных чисел главной передачи i₀, коробки передач i_кпп, дополнительных коробок, если они предусмотрены проектным заданием. Передаточное число главной передачи i₀ предварительно определяется из условия обеспечения максимальной кинематической скорости автомобиля по формуле выполнен с помощью уравнения С.Р. Лейдермана

(1.10)

где i_вп – передаточное число высшей передачи коробки передач; v_max – максимальная скорость по заданию, км/ч; r_k – радиус качения колеса, м.

Радиус качения колеса может быть определен по формуле

r_k = (0, 5d_o+ λ_ш B_ш) 10⁻³, (1.11)

где d₀ – диаметр обода колеса, мм; B_ш – ширина профиля шины, мм; λ_ш – коэффициент деформации (λ_ш = 0,86–0,88 – для легковых автомобилей, λ_ш = 0,89–0,91 – для грузовых автомобилей). Применение шин на автомобилях приведено в табл. 4.

Размеры шин автомобилей Таблица №4

На грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности с бензиновым двигателем высшая передача, как правило, является прямой (i_вп = 1), на грузовых автомобилях с дизельным двигателем i_вп = 0,7–0,88. На легковых автомобилях с четырехступенчатой коробкой передач высшая передача так же, как правило, прямая i_вп = 1. Легковые автомобили классической компоновки с пятиступенчатой коробкой передач максимальную скорость развивают, чаще всего, на четвертой передаче, имеющей передаточное число i_вп = 1. Легковые автомобили с передним приводом, имеющие пятиступенчатую коробку передач, максимальную скорость развивают также на четвертой передаче, но передаточное число, в силу конструктивных особенностей, i_вп = 0,95–0,98. Передаточное число первой передачи определяется исходя из выполнения следующих условий:

1. Возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного сопротивления

(1.12)

где ψ_max – коэффициент максимального суммарного дорожного

сопротивления (в расчетах принимается ψ_max = 0,35–0,4 – для грузовых автомобилей;); M_{e max} – максимальный крутящий момент двигателя.

2. Возможности полной реализации сцепной массы автомобиля

(1.13)

где ϕ – коэффициент сцепления шин с дорогой (для сухой дороги с асфальтовым покрытием ϕ = 0,7–0,8); k_сц – коэффициент сцепного веса автомобиля (для грузовых автомобилей 4×2 – k_сц = 0,67–0,7; для грузовых автомобилей 6×6 и 6×4 – k_сц = = 0,70–0,75; для легковых автомобилей с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом k_сц = 0,52–0,55; для легковых автомобилей с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом k_сц = 0,53–0,57; для полноприводных автомобилей k_сц = 1. 3. Обеспечение минимальной устойчивой скорости движения v_min в заданных дорожных условиях

(1.14)

где v_min = 4–5 км/ч – для автомобилей нормальной проходимости; v_min = 3–4 км/ч – для автомобилей повышенной проходимости. При выборе передаточного числа первой передачи, если i₁ по первому условию превышает значение i₁, найденное по второму условию, следует, при возможности, увеличить сцепную массу (например, увеличив базу автомобиля), при невозможности i₁ следует принимать по второму условию, которое затем сопоставляется с третьим условием. В случае, если i₁ по третьему условию больше, чем по другим, в качестве расчетного принимается i₁ по третьему условию. Передаточное число первой ступени коробки передач у грузовых автомобилей обычно составляет i₁ = 6,0–8,5; у легковых автомобилей i₁ = 3,4–3,8. Передаточные числа промежуточных ступеней могут быть рассчитаны по геометрической прогрессии или гармоническому ряду. Определение передаточных чисел промежуточных ступеней коробки передач по геометрической прогрессии производится по формуле:

(1.15)

где m – номер ступени коробки передач; n – число ступеней коробки передач за исключением передачи заднего хода и повышающей передачи пятиступенчатой коробки. Найденные значения передаточных чисел промежуточных ступеней корректируют, увеличивая на 5–15 % интервал между передаточными числами низших ступеней (например, уменьшив передаточное число второй ступени на 5–15 %) и уменьшая на 5–15 % интервал между передаточными числами высших ступеней (увеличив на 5–15 % передаточное число предпоследней ступени). При этом шаг между передаточными числами (отношение передаточного числа предшествующей ступени к последующей) не должен превышать 1,7–1,8 – у автомобилей с дизельным двигателем и 2 – у автомобилей с бензиновым двигателем. При корректировке передаточных чисел промежуточных ступеней коробки передач следует помнить, что их значения оказывают влияние на параметры тяговой динамики автомобиля, его приемистости (ускорение, время и путь разгона) и топливную экономичность автомобиля. Поэтому окончательное решение по выбору передаточных чисел следует принимать после выполнения тягового расчета автомобиля на основе анализа его тягово-скоростных и топливно-экономических показателей с учетом условий эксплуатации проектируемого автомобиля.