u₀ – передаточное число главной передачи;

u_дв – передаточное число высшей ступени в дополнительной коробке передач;

n_тр – КПД трансмиссии.

      Полученное  значение передаточного числа низшей ступени в коробке передач  проверяется по условиям сцепления  ведущих колес с дорогой по формуле:

,     (2.18)

        где u_k1φ – передаточное число низшей ступени в коробке передач по условиям

     сцепления ведущих колес с дорогой;

φ_х – коэффициент сцепления пневматических шин с дорогой (расчеты проводятся для условий движения по хорошему сухому шоссе при φ_х= 0,7…0,8);

m_φ – сцепная масса автомобиля, кг.

      Сцепная масса определяется как масса, приходящаяся на колеса ведущих мостов автомобиля с учетом динамического перераспределения нагрузки:

для автомобилей  с задним расположением ведущих  мостов

m_φ= k_R2∙m₂;  k_R2= 1,1…1,3,    (2.19)

        где m₁, m₂ – массы автомобиля, приходящаяся соответственно на передний и

     задний  мосты, кг;

            k_R2, k_R1 – коэффициенты динамического перераспределения нагрузки.

      Кроме того, для грузовых автомобилей и  автопоездов передаточное число  ступени в коробке передач должно удовлетворять условию обеспечения минимально устойчивой скорости движения. Для автомобилей без дополнительной коробки передач:

,     (2.20)

         где u_k1v – передаточное число низшей ступени в КП по условию обеспечения

     минимально  устойчивой скорости движения автомобиля;

n_min – минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

V_amin – минимальная устойчивая скорость движения автомобиля (принимается V_amin= 4…5), км/ч.

     После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.17), (2.18), (2.19), (2.20) получаем:

;

m_φ= 1,2∙3675=4410кг;

;

.

      Принимаем u_k1= 6,456.

2.3.4. Передаточные числа промежуточных ступеней в коробке передач

     Передаточные  числа промежуточных ступеней в коробке передач выбирают из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также возможности длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

     Для того чтобы в процессе разгона  автомобиля двигатель работал с  наибольшей средней мощностью, его частота вращения должна находится в диапазоне частот, близком к частоте максимальной мощности. Тогда передаточное число каждой последующей ступени получается из предыдущего умножением на постоянный множитель ряда геометрической прогрессии. Для i-й ступени в коробке передач имеем:

,     (2.21)

         где u_ki – передаточное число i-й ступени в коробке передач;

            u_k1 – передаточное число низшей ступени в коробке передач;

            u_кв – передаточное число высшей ступени в коробке передач;

            m – количество ступеней в коробке передач.

     После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.21), получаем:

,

,

,

.

      Значения передаточных чисел агрегатов трансмиссии сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Параметры трансмиссии

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЦЕНОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ

3.1. Оценочные параметры тягово-скоростных свойств

1. P_Tmax – максимальная тяговая сила на передачах;

2. P_T = f(V_a) – тягово-скоростная характеристика;

3. V_amax – максимальная скорость движения;

4. D_max – максимальный динамический фактор;

5. D = f(V_a) – динамическая характеристика;

6. j_amax – максимальное ускорение на передачах;

7. j_a = f(V_a) – диаграмма ускорений;

8. t_p, S_p – время и путь разгона до максимальной скорости;

9. t_p, S_p = f(V_a) – скоростная характеристика «разгон-выбег»

3.2. Алгоритм определения оценочных параметров

3.2.1. Определение тягово-скоростной характеристики

      ТСХ – это зависимость тяговой  силы от скорости движения автомобиля .

Рис. 3.1. Пример тягово-скоростной характеристики 
 

      Для определения тягово-скоростной характеристики будем использовать внешнюю скоростную характеристику.

      ТСХ рассчитывается по следующим формулам:

      1. Сила тяги

,     (3.1)

         где P_T – тяговая сила, Н;

            M_e – крутящий момент, Н∙м;

            U_тр – передаточное число трансмиссии;

            η_тр – КПД трансмиссии;

            r_д – динамический радиус, м.

      2. Скорость движения

,     (3.2)

         где V_amax – максимальная скорость движения, км/ч;

            n_e – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

            U_тр – передаточное число трансмиссии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3.2. Тягово-скоростная характеристика 

      1. Расчет тяговой силы на I передаче при M_e = 330,2 Н∙м:

      2. Расчет скорости движения автомобиля  на I передаче при n_e = 600 об/мин:

      Значения  тяговой силы и скорости движения для остальных точек расчета приведены в таблице 3.1.

3.2.2. Определение максимальной скорости движения

      Максимальная  скорость автомобиля определяется по диаграмме силового баланса (пересечение кривой VI и P_к+P_п+P_в). 

Рис. 3.3. Пример диаграммы силового баланса 

      Максимальная  скорость движения определяется по формуле:

,      (3.3)

         где V_amax – максимальная скорость движения, км/ч;

            n_e – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3.4. Диаграмма силового баланса 

      Расчет  максимальной скорости движения автомобиля:

     Значения  скорости движения автомобиля для остальных  точек расчета приведены в таблице 3.1.

3.2.3. Определение динамичной характеристики

      Зависимость динамического фактора от скорости представляет собой динамическую характеристику D = f(V_a).

      Динамический  фактор есть удельная величина, показывающая сколько свободной тяговой силы приходится на единицу силы тяжести. 
 
 

Рис. 3.5. Пример динамической характеристики 

     Динамическая  характеристика рассчитывается по следующим формулам:

     1. Динамический фактор:

,      (3.4)

         где D – динамический фактор;

            P_a – свободная тяговая сила, Н;

            m_a – полная масса автомобиля, кг;

            g – ускорение свободного падения, м/с².

      2. Свободная тяговая сила:

;      (3.5)

,      (3.6)

         где P_т – тяговая сила, Н;

            P_в – сила сопротивления воздуха, Н;

     3. Тяговая сила:

;     (3.7) 
 

      4. Скорость:

     (3.8)

      5. Сила сопротивления качению:

;     (3.9)

, при V_a > 50 км/ч

f_к = f_°, при V_a ≤ 50 км/ч

      6. Сила сопротивления подъему:

     (3.10)

      7. Сила сопротивления воздуха:

      (3.11)

      8. Сила инерции:

      (3.12)

         где δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс.

      9. После подстановки формул (3.7), (3.9), (3.10), (3.12) в формулу (3.6)    получаем:

;   (3.13)

    (3.14)

         где j_а – ускорение автомобиля, м/с².

      10. При α = 0:

;     (3.15)

;     (3.16)

      (3.17) 

      Условием  движения автомобиля по динамическому  фактору является:

      Условием  движения без буксования по динамическому фактору является: