Расчет внешней скоростной характеристики двигателя проектируемого автомобиля ведем по источнику [6] с. 26 – 27, а также при помощи компьютерной программы для данного расчета.
Согласно исходным данным получаем соответствующие параметры внешней скоростной характеристики.
Графический материал прилагается.
Подбор передаточных чисел трансмиссии
Передаточное число трансмиссии состоит из трех составляющих:
iтр=ik•iд•i0,
где ik – передаточное число коробки передач (на высшей передаче), по НИИАТ ik=1
i0 – передаточное число главной передачи;
iд – передаточное число в дополнительной коробке – делителе, iд=1,25 (1 – 1.5).
Максимальную скорость автомобиль развивает на высшей передаче:
V=2•π•rk•nн/iтр,
где rk – радиус качения колеса.
Отсюда i0=2•π•rk•nн/ik•iд•V.
Для определения радиуса качения колеса находится нормальная нагрузка на одну шину полностью нагруженного автомобиля:
;
,
где Rз1, Rп1 – нагрузка на одну шину задней и передней оси соответственно, Н;
mа и mг – масса автомобиля и груза соответственно, кг;
nшз и nшп – число шин задней и передней оси соответственно;
β – степень загруженности задней оси: β=Rз/R0,
где Rз – масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля – прототипа с грузом (полная масса), кг.
R0 – общая масса автомобиля-прототипа с грузом.
β= 3610/5170=0.698
По нагрузке на одну шину подбирается её модель. Принимаем шину 235–15/9,35–15, [1]
Затем определяется радиус качения колес с учетом коэффициента вертикальной деформации шины.
rk=0.5•d+λсм•H
где λсм – коэффициент вертикальной деформации шины (коэффициент смятия); λсм=0,8–0,85; [1]
принимаем λсм=0,82
Н – высота профиля, м; Н=В•0,82=0,1927
d – посадочный диаметр обода, м; d=0,381 м;
rk=0,5•0,381+0,82•0,1927=0,3485 м
i0=2•π•rk•nН/ik2•V
nH=2580 об/мин=43 об/с
V=70 км/ч=19,44 м/с
i0(расч)=2•3,14•0,3485•43/19,44=4,84
уточним i0(расч), принимаем z1=15
z2=z1•i0(расч)
z2=15•4.84=72.6; принимаем z2=73
i0(уточ)=z2/z1
i0(уточ)=73/15=4.86
Максимальная окружная сила, определяемая сцеплением колес с дорогой реализуется на низких передачах при малых скоростях движения, при которых
Rk max=φ•λk•G
где λk – коэффициент нагрузки ведущих колес движущегося автомобиля.
λk=K•λст;
где К – коэффициент перераспределения нагрузки по осям при разгоне с максимальным ускорением, при приводе на заднюю ось К=1,05–1,12 [1]; принимаем К=1,08
λст=GB/G
λст=0,698
λк=1,08•0,698=0,75
φ – коэффициент сцепления для сухой грунтовой поверхности, φ=0,65–0,7; принимаем φ=0,68
Максимальный динамический фактор автомобиля:
Dmax=φ•λk
Dmax=0,68•0,698•108=103
Отсюда передаточное число в КПП на первой передаче:
где z – число степеней коробки передач; z=4
Передаточные отношения на следующих передачах определяются по формулам:
ik2 = ik1/q = 10.6/2.2 = 4.8
ik3 = ik2/q = 4.8/2.2 = 2.2
ik4 = ik3/q = 2.2/2.2 = 1
Уточним передаточные числа:
Для первой передачи
ik1// = ik1/ik1/ = 10.6 / 2 = 5.3
ik1 = 10.6
ik1/ = 2
принимаем z1 = 34
z2 = z1•ik1/ = 34•2 = 68
∑z = 34+68 = 102
z3 = ∑z / (1+ik1//) = 102/(1+5.3) = 16.199 ≈ 16
z4 = ∑z – z3 = 102 – 16 = 86
ik1// = z4 / z3 = 5.375
ik1(уточ) = ik/ • ik1(уточ)// = 2 • 5.375 = 10.75
Для второй передачи
ik2// = ik2/ik1/ = 4,8 / 2 = 2.4
ik2 = 4.8
ik2/ = 2
∑z = 102
z5 = ∑z / (1+ik2//) = 102 / (1+2.4) = 30
z6 = ∑z – z5 = 72
ik2 (уточ)// = z6 / z5 = 2.4
ik2(уточ) = ik2/ • ik2(уточ)// = 2 • 2.4 = 4.8
Для третьей передачи
ik3// = ik3 / ik3/ = 2.2 / 2 = 1.1
ik3 = 2.2
ik3/ = 2
∑z = 102
z7 = ∑z / (1+ik3//) = 102 / (1+1.1) = 48.57 ≈ 48
z8 = ∑z – z7 = 102 – 48 = 54
ik3(уточ)// = z8 / z7 = 1.1
ik3(уточ) = ik3 • ik3(уточ)// = 2 • 1.1 = 2.2
iтр (на 1) = 10.75 • 1 • 4.84 = 52.03
iтр (на 2) = 4.8 • 1 • 4.84 = 23.232
iтр (на 3) = 2.2 • 1 • 4.84 = 10.65
iтр (на 4) = 1 • 1 • 4.84 = 4.84