3.2 Расчет кпд и передаточных чисел

Коэффициент полезного действия (КПД) механической ступенчатой трансмиссии АТС определяется по формуле:

= (1 – К_хол/_э),

=(1- 0.04/1)0.99²0.980.995²=0.89

где К_хол – коэффициент холостых потерь в трансмиссии;

_э– коэффициент эксплуатационной загрузки;

_ц, _к, _кард – соответственно КПД цилиндрической, конической и карданной передачи;

к_ц– число работающих (передающих крутящий момент) пар шестерен с цилиндрическими зубчатыми колесами при включении рассматриваемой передачи;

к_к– количество конических пар шестерен;

к_ш– количество карданных шарниров.

Определяя количество элементов трансмиссии, необходимо учитывать степень их нагружения. Если элемент имеет 100% нагружение, то к_i = 1. Если поток мощности разветвляется, то на участках с 50% нагружением, например симметричный дифференциал, два элемента считают за один (к_i = 0.5) и т.п.

Передаточное число трансмиссии определяется по формуле:

U_тр = U_кпU_гпU_ркU_крU_доп

где U_кп, U_гп, U_рк, U_кр, U_доп – соответственно передаточные числа коробки передач, главной передачи, раздаточной коробки, колесного редуктора и дополнительных устройств, позволяющих изменить общее передаточное число трансмиссии.

U_тр1=3.673.7=13.47

U_тр2=1.953.7=7.21

U_тр3=1.363.7=5.03

U_тр4=0.943.7=3.47

U_тр5=0.783.7=2.88

Вывод: коэффициент полезного действия 1-5-й передачи =0.89. Передаточное число трансмиссии изменяется в диапазоне от 13.47 до 2.88.

4 Расчет показателей тяговой характеристики Расчет выполняется для установившегося движения по горизонтальной местности.

Линейная скорость движения автомобиля рассчитывается по формуле:

v = ,

При 1000об/мин. На 1-й передаче скорость равна

v =(3,14*1000*0,26)/(30*13,47)= 2,02м/с. V=2,02*3,6=7,3км/ч.

где r_к – радиус колеса автомобиля, м.

Сила тяги на ведущих колесах рассчитывается по формуле:

Р_т = .

При 1000 об/мин. На 1-й передаче сила тяги на ведущих колесах равна

Р_т = (145,2*13,47*0,89)/0,26=6695 Н.

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:

Р_ = k_*F*v²

k_ – коэффициент сопротивления воздуха, Нс²/м⁴ .

где F – площадь лобовой поверхности, ;

Площадь лобовой поверхности транспортного средства определяется по формуле:

для легковых автомобилей F = 0,78В_аН_а;

где В_а – ширина транспортного средства, м;

Н_а – высота транспортного средства, м;

F=0,78*1,68*1,48=1,93.

При 1000 об/мин. На 1-й передаче сила сопротивления воздуха равна

Р_=0,25*1,93*2,02²=1,99 Н.

Сила сопротивления качению колес определяется по формуле:

P_f = f_vmg

где f_v – коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости:

для радиальных шин f_v = f_т(1+(0,00216v)²);

где f_т – табличный коэффициент сопротивления качению. f_т=0,015

f_v =0,015*(1+(0,0216*v)²)=0.016

При 1000 об/мин. На 1-й передаче сила сопротивления качению колес равна

P_f = 0,016*1055*9,81= 169,08Н

Сила тяги по сцеплению (сила сцепления ведущих колес с дорогой) в продольном направлении рассчитывается по формуле:

P_ = _хm_ig

При 1000 об/мин. На 1-й передаче сила тяги по сцеплению равна

P_ =0,4*640*9,81=2511,3 Н.

где _х – коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью в продольном направлении ;

m_i – масса, приходящаяся на ведущую ось, кг.

Таблица 3 – расчет показателей тяговой характеристики.

Передача	Об/мин	v, м/с	Pт, H	P, H	Pf, H	P+Pf, H
1	1000	2,02	6695	1,99	169,08	171,07
	1500	3,03	6985,4	4,49	176,22	180,71
	2000	4,04	7133	7,99	183,51	191,50
	2500	5,05	7202,2	12,49	190,95	203,44
	3000	6,06	7146,9	17,99	198,54	216,53
	3500	7,07	6980,8	24,49	206,27	230,76
	4000	8,08	6690,4	31,99	214,16	246,15
	4500	9,09	6280	40,48	222,19	262,67
	5000	10,10	5768,2	49,98	230,36	280,34
	5500	11,11	5131,9	60,48	238,69	299,17
	6000	12,12	4380,3	71,97	247,16	319,13
2	1000	3,8	3739,0	7,07	181,77	188,84
	1500	5,66	3818,0	15,69	195,52	211,21
	2000	7,5	3855,0	27,56	209,61	237,17
	2500	9,4	3825,4	43,29	224,68	267,97
	3000	11,3	3736,6	62,56	240,27	302,83
	3500	13,2	3581,1	85,37	256,38	341,75
	4000	15	3361,4	110,25	272,13	382,38
	4500	16,9	3087,5	139,94	289,27	429,21
	5000	18,9	2746,9	175,03	307,86	482,89
	5500	20,7	2418,6	209,96	325,10	535,06
	6000	22,6	2344,6	250,27	343,80	594,07
3	1000	5,4	2500,0	14,28	193,57	207,85
	1500	8,1	2608,5	32,14	214,31	246,45
	2000	10,8	2663,6	57,15	236,12	293,27
	2500	13,5	2689,4	89,30	258,98	348,28
	3000	16,2	2668,8	128,59	282,89	411,48
	3500	18,9	2606,8	175,03	307,86	482,89
	4000	21,6	2498,3	228,61	333,89	562,50
	4500	24,3	2345,1	289,34	360,98	650,32
	5000	27	2153,9	357,27	389,12	746,39
	5500	29,7	1916,3	432,22	418,31	850,53
	6000	32,4	1635,7	514,38	448,56	962,94
4	1000	7,8	1724,6	29,81	211,96	241,77
	1500	11,7	1799,5	67,07	243,62	310,69
	2000	15,6	1837,5	119,24	277,49	396,73
	2500	19,6	1855,3	188,23	314,51	502,74
	3000	23,5	1841,1	270,60	352,84	623,44
	3500	27,4	1798,3	367,87	393,37	761,24
	4000	31,3	1723,5	480,04	436,11	916,15
	4500	35,2	1617,7	607,12	481,05	1088,16
	5000	39,2	1485,9	752,95	529,43	1282,38
	5500	43,1	1322,0	910,22	578,84	1489,06
	6000	47,0	1128,4	1082,41	630,44	1712,85
5	1000	9,4	1431,4	43,29	224,68	267,97
	1500	14,1	1493,5	97,41	264,20	361,61
	2000	18,8	1525,1	173,18	306,92	480,10
	2500	23,6	1539,8	272,91	353,85	626,76
	3000	28,3	1528,0	392,43	403,04	795,47
	3500	33,0	1492,5	533,63	455,43	989,06
	4000	37,8	1430,4	700,13	512,24	1212,37
	4500	42,5	1342,7	885,06	571,09	1456,15
	5000	47,2	1233,2	1091,64	633,15	1724,79
	5500	51,9	1097,2	1319,86	698,78	2018,27
	6000	56,7	936,5	1575,29	768,35	2343,64

Вывод: При движении автомобиля ВАЗ-2110 в заданных условиях (мокрый асфальтобетон) максимальная скорость ограниченна 42,5м/с(153км/ч), дальнейший разгон невозможен, т.к. суммарная сила сопротивления движению (сила сопротивления качению и сила сопротивления воздуха) превосходит по значению силу тяги на ведущих колесах. Буксование возможно на 1-й, 2-й, 3-й, передачах в диапазоне скоростей от 2,02м/с.(7,2км/ч.) до 21м/с. (75,6км/ч.)