Автомобили малого класса местного сообщения с разработкой сцепления

      Задаваясь последовательно значениями частоты  вращения n_e от минимальной (n_min= 600…800 мин^-1) до максимальной (n_max= n_N или n_v) частоты с шагом n_e= (n_max - n_min)/10, рассчитываем значения эффективной мощности N_e и крутящего момента M_k. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1. 

Таблица 2.1

Параметры внешней скоростной характеристики расчетного двигателя

 

     Исходя из значения максимальной мощности расчетного двигателя, а также требований к рабочему объему, числу и расположению цилиндров, применяемому топливу, габаритным размерам и расположению в подкапотном пространстве, выбираем двигатель из числа выпускаемых или перспективных моделей.

     При этом необходимо учитывать, что максимальная мощность и внешняя скоростная характеристика расчетного двигателя – это параметры двигателя, установленного на автомобиле, а аналогичные параметры типовых двигателей, приводимые в справочниках, – это параметры, полученные в результате стендовых испытаний двигателей (паспортные данные). Поскольку расчетные параметры не соответствуют паспортным, то при выборе двигателя их корректируют по выражению:

,     (2.14)

         где N_cmax – максимальная стендовая мощность (паспортная) двигателя, кВт;

N_emax – максимальная расчетная (эксплуатационная) мощность двигателя, кВт;

k_N – коэффициент учета потерь мощности двигателя (k_N= 0,94).

      Кроме того, при выборе двигателя зарубежного производства необходимо взаимно корректировать параметры, полученные при стендовых испытаниях двигателей по стандартам различных стран, т.к. требования этих стандартов различны.

      Уравнение коррекции имеет вид:

N (ГОСТ, РОССИЯ) = N (SAE, США) = 1,03N (JIS, ЯПОНИЯ) =

1,06N (BS, АНГЛИЯ) = 1,08N (DIN, Германия).  (2.15)

     После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.14), (2.15), получаем:

кВт;

N_emax (ГОСТ, РОССИЯ) = 94/1,08 = 87кВт.

      Результаты  вычислений параметров внешней скоростной характеристики выбранного двигателя заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Параметры внешней скоростной характеристики выбранного двигателя

Mercedes-Benz OM904 LA (Германия)

 

     По  данным таблицы 2.1 и 2.2 строим диаграмму внешней скоростной характеристики расчетного и выбранного двигателя (Рис. 2.1.).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      N_e^{`</sup>(n<sub>e</sub>), M<sub>k</sub><sup>`}(n_e) – расчетный двигатель;

      N_e (n_e), M_k (n_e) – двигатель Mercedes-Benz OM904 LA

Рис. 2.1. Внешняя скоростная характеристика

расчетного  двигателя и двигателя Mercedes-Benz OM904 LA

      Параметры технических характеристик расчетного и выбранного типового двигателей сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Параметры технических характеристик расчетного и выбранного двигателей

Примечание. Условные обозначения и сокращения: Д – дизельный; Т – с турбонаддувом; Р4 – рядный, четырехцилиндровый; В – расположен вдоль оси автомобиля. 

      В дальнейших расчетах эксплуатационных свойств автомобиля и его агрегатов будем использовать параметры выбранного двигателя Mercedes-Benz OM904 LA. 
 
 
 
 

2.3. Расчет параметров  трансмиссии

      Правильный  расчет параметров трансмиссии автомобиля является необходимой предпосылкой получения высоких средних скоростей движения и хорошей топливной экономичности, обеспечивающих минимальные затраты на осуществление заданного объема автомобильных перевозок.

2.3.1. Параметры, выбираемые в ходе расчета трансмиссии

      При расчете трансмиссии необходимо выбрать и оценить:

1. диапазон передаточных чисел коробки передач (КП) Д_к;
2. количество ступеней в коробке передач m;
3. передаточные числа высшей ступени в основной коробке передач u_кв.

     Диапазон  передаточных чисел (отношение передаточного  числа низшей ступени в КП к передаточному числу высшей ступени) и количество ступеней являются основными характеристиками механических коробок передач. Эти параметры определяются типом, назначением, условиями эксплуатации и полной массой автомобилей, а также удельной мощностью устанавливаемых двигателей.

           Для современных  автомобилей диапазон передаточных чисел и количество ступеней в  КП отличаются большим разнообразием. Однако данные статической обработки новых моделей отечественных и зарубежных автомобилей показывают, что количество ступеней находится в прямой зависимости от диапазона передаточных чисел коробок передач. Эти данные выражает таблица 2.4.

Таблица 2.4

Количество  ступеней и диапазоны передаточных чисел коробок передач

 

      В большинстве случаев высшей ступенью в основной коробке передач является прямая передача. В этом случае u_кв= 1. У коробок передач грузовых автомобилей и автопоездов часто высшая ступень имеет передаточное число меньшее 1 (ускоряющая передача), которое выбирается в пределах u_кв= 0,65…0,85.

2.3.2. Передаточное число главной передачи

      Передаточное  число главной передачи определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля на высшей ступени в коробке передач по формуле:

,    (2.16)

         где u₀ – передаточное число главной передачи;

            r_д – динамический радиус колеса, м;

n_max – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя (n_max= n_ν или n_max= n_N), мин^-1;

u_кв, u_дв – передаточные числа высшей передачи в основной коробке передач и дополнительной коробке передач;

V_amax – максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче, км/ч.

     После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.16), получаем:

.

2.3.3. Передаточное число низшей ступени в коробке передач

      Передаточное  число низшей ступени в коробке передач определяется из условия обеспечения возможности движения автомобиля по дороге с заданным суммарным коэффициентом сопротивлением. Формула для расчета передаточного числа выводится из уравнения силового баланса при установившемся движении и имеет вид:

,     (2.17)

         где u_k1 – передаточное число низшей ступени в коробке передач;

ψ_max – максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги (указан в задании на курсовой проект);

m_a – полная масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения (g= 9,81), м/с²;

r_д – динамический радиус колеса, м;

M_kmax – максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м;