1. Расчет автомобиля

1.1 Определение исходных параметров для расчета автомобиля

Часть параметров принимаем в соответствии с прототипом, а часть определяем в результате расчетов.

Размер шин принимаем в соответствии с прототипом.

Установив размер шин, определяем расчетный радиус колеса

где - расчетный радиус колес, м;

- диаметр обода колеса равен 13 дюймов;

- ширина профиля шины равна 175 мм ;

- высота профиля шины;

- коэффициент, учитывающий радиальную деформацию шины, который зависит от типа шины и давления воздуха в ней, . Принимаем 0,935.

Мощность двигателя, установленного на автомобиле, должна обеспечить движение полностью загруженного автомобиля с максимальной скоростью в заданных дорожных условиях. Исходя из этого условия, она может быть рассчитана по формуле

,кВт

где - приведенный коэффициент дорожных сопротивлений при максимальной скорости равен 0,066;

- масса груженого автомобиля равна 1440кг; (выбираем по прототипу);

- ускорение свободного падения равно 9,81 м/с²;

- сила сопротивления воздушной среды при максимальной скорости,Н;

- максимальная скорость движения равна 185 км/ч (51,4 м/с);

- КПД трансмиссии при движении на высшей передаче.

КПД механической трансмиссии при движении на высшей передаче (учитывая потери в главной передаче и так называемые гидравлические потери). На остальных передачах

где - КПД коробки передач, который находится в зависимости от числа n зубчатых пар коробки, находящейся в зацеплении

В свою очередь сопротивление воздушной среды

,

где - коэффициент сопротивления воздушной среды принимаем по прототипу 0,17 кг/м³ ;

- площадь лобовой поверхности, м².

,

где А- ширина автомобиля равная 1,68 м;

H - габаритная высота равна 1,435 м.

Для автомобилей с инжектором, без ограничителя максимальных оборотов номинальную мощность двигателя определяем по формуле:

,

где - максимальная частота вращения коленчатого вала принимаем по прототипу =6150 об/мин

2.2 Определение передаточных чисел трансмиссии

Передаточное число главной передачи определяем из условия обеспечения движения автомобиля с максимальной скоростью на высшей передаче при максимальных оборотах двигателя.

где - частота вращения коленчатого вала двигателя, при максимальной скорости , об/мин;

- расчетный радиус колеса,0,28, м;

- максимальная скорость движения,51,4 м/с.

Окончательно принимаем с учетом прототипа 3,7

При определении передаточного числа коробки передач на первой передаче исходим из того, что на первой передаче автомобиль должен преодолевать максимальное дорожное сопротивление (по условию) при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента . При этом сопротивлением воздуха пренебрегаем.

Значение максимального крутящего момента находим по формуле:

где - номинальный крутящий момент, Нм;

- номинальная мощность двигателя, 68 кВт;

- номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя,5600, об/мин;

Окончательно принимаем с учетом прототипа =128,3 Нм

Передаточное число коробки передач на первой передаче

где - максимальное приведенное дорожное сопротивление.

Окончательно принимаем с учетом прототипа =3,64

Передаточные числа промежуточных передаx выбираем так, чтобы они составляли ряд геометрической прогрессии, знаменатель которой

где - количество передач равное 4 (принимаем по прототипу);

- передаточное число коробки передач на первой передаче равно 3,64;

- передаточное число коробки на высшей передаче равно 1.

Значение передаточного числа на i-ой передаче

В качестве примера определим значение передаточного числа на 2-ой передачи:

Таблица 11 – Значения передаточных чисел

	Результаты вычислений	по прототипу
1 передача	3,64	3,64
2 передача	2,32	1,95
3 передача	1,48	1,35
4 передача	0,94	0,94
5 передача	0,784	0,784

КПД механической трансмиссии при движении на высшей передаче (учитывая потери в главной передаче и так называемые гидравлические потери). На остальных передачах:

где - КПД коробки передач, который находится в зависимости от числа n зубчатых пар коробки, находящейся в зацеплении

Таблица 12 - КПД, число пар зацепления

1 передача	4	0,86
2 передача	3	0,86
3 передача	2	0,86
4 передача	0	0,90
5 передача	1	0,86

В заключение данного раздела проверим, в каких условиях могут быть реализованы тяговые возможности автомобиля на первой передаче, то есть движение автомобиля с максимальной по двигателю силой тяги без буксования. Это условие имеет вид

,

где - максимально возможная по условиям сцепления сила тяги автомобиля;

- максимально возможная по крутящему моменту двигателя касательная сила тяги.

Величина ограничения по сцеплению зависит от коэффициента сцепления и сцепного веса

_,

где - динамический коэффициент нагрузки ведущих колес, который связан со статическим соотношением

.

Значение принимаем в соответствии с прототипом равное 1. Для автомобилей со всеми ведущими осями

Учитывая зависимость касательной силы тяги от момента

также то, что найдено из условия преодоления максимального дорожного сопротивления, условие может быть записано так