Расчет скорости от передаточного числа

Немного из школьного курса математики и геометрии — как рассчитать скорость в зависимости от оборотов двигателя и выбранной передачи.
Для этого необходимо знать размерность шин и передаточные отношения главной пары и передач в коробке передач…

Формулы:
Диаметр колеса: Ширина шины, м х Профиль, % х 2 + Диаметр обода, дюймов х 2,54/100
Пример: шина 195/65R15: 0,195 х 0,65 х 2 + 15 х (2,54 / 100) = 0,63 м
Используя формулу диаметра колеса, можно посчитать на сколько изменится клиренс, поделив изменение диаметра на 2
Окружность колеса: Диаметр колеса х число Пи (3,14)
Пример: 0,63 м х 3,14 = 1,98 м
Используя формулу окружности колеса, можно посчитать на сколько процентов изменятся показания одометра и спидометра при замене дисков и/или резины, поделив новое значение окружности на старое и отняв единицу, и умножив полученное значение на сто
Скорость автомобиля при 1 000 об/мин на выбранной передаче: Окружность колеса делим на произведение передаточного отношения главной пары и передаточного отношения выбранной передачи, полученное число умножаем на 60 (минут в часе) и делим на 1 000 (метров в километре), далее полученное число умножаем на число оборотов двигателя в минуту (в нашем случае 1 000 об/мин)
Пример: [1,98 / (3,8 х 1 (пятая передача))] х (60 / 1 000) х 1 000 = 31 км/ч

Технические данные для расчетов (Hyundai Elantra MD 1.6 MPi 6AT на шинах 195/65R15):

Непосредственно сами расчеты (Hyundai Elantra MD 1.6 MPi 6AT на шинах 195/65R15):

* Максимальная мощность на этом двигателе достигается при 6 300 об/мин, максимальный крутящий момент — при 4 850 об/мин

3. Расчет передаточных чисел трансмиссии

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется выражением:

где iKи io – передаточные числа соответственно КПП и главной передачи.

Читайте также:  Обдирочная машина по бетону

Следовательно, для определения передаточного числа трансмиссии автомобиля необходимо отдельно определить передаточное число главной передачи (io) и передаточное число коробки передач (ik).

Расчёт передаточного числа главной передачи

Передаточное главной передачи равно:

, (14)

где rk– радиус качения колеса;

nN – число оборотов вала ДВС, соответствующие максимальной мощности;

vN – скорость автомобиля, соответствующие максимальной мощности.

Расчёт передаточного числа первой передачи

Определение передаточного числа первой передачи производится по условиям:

1. Преодоление максимальных сопротивлений движению.

2. Сцепление колес с дорогой.

Выполнение первого условия обеспечивает неравенство:

, (15)

где Memax – максимальный крутящий момент на валу ДВС, определяемый по внешней скоростной характеристике; ψmax – максимальная величина коэффициента дорожного сопротивления.

При работе двигателя с полной нагрузкой можно считать, что

где χ – коэффициент влияния нагрузки.

, (16)

где с, к, n – число пар цилиндрических, конических и количество карданов, передающих крутящий момент двигателя на ведущие колеса автомобиля.

По кинематической схеме автомобиля:

с=2; к=1; n=2,

Для легкового автомобиля примем ψmax=0,27:

Второе условие требует выполнения неравенства:

, (17)

где Gсц – вес приходящийся на ведущие колёса автомобиля;

mp – коэффициент перераспределения реакций при разгоне автомобиля.

Так как проектируемый автомобиль заднеприводной, то mp=1,2.

С учетом обоих условий примем i1=3,5 , как у аналога.

Расчёт передаточных чисел промежуточных передач

Количество ступеней (передач) в коробке передач и соотношения передаточных чисел определяют величину ускорений при разгоне автомобиля. Но главное – это использование мощности ДВС. Чем больше число ступеней, тем лучше использование мощности, но при этом увеличиваются вес и габаритные параметры коробки передач и осложняются условия управления ей. Именно поэтому количество передач в коробке принимаем равным 5. С целью лучшего использования мощности ДВС передаточные числа коробки подбирают так, чтобы разгон на каждой передаче начинать при одинаковой скорости вращения коленчатого вала ДВС и заканчивать при скорости коленчатого вала, соответствующей максимальной мощности ДВС. С учетом всех требований передаточные числа равны:

Читайте также:  Как зачистить провода наушников

(18)

4. Тяговая характеристика автомобиля

Тяговой характеристикой называют зависимость силы тяги от скорости автомобиля на определенной передаче при полной подаче топлива.

При движении автомобиля на первой передаче при ne=585об/мин и Мe=179,28 Н*м со скоростью:

, (19)

сила тяги будет равна:

, (20)

Расчеты скоростей движения автомобиля на передачах и величины силы тяги РТ им соответствующие сводим в таблицу 2 и строим график тяговой характеристики (рисунок 2).

Таблица 2 – Скорости движения и сила тяги на передачах

Параметры Число оборотов коленчатого вала, об/мин
585 1000 1500 2500 3500 4500 5500
Ne, кВт 10,98 19,78 30,92 52,58 69,24 75,90 67,57
Me, Н*м 179,28 188,90 196,86 200,83 188,90 161,06 117,32
V1, км/ч 6,00 10,26 15,39 25,64 35,90 46,16 56,42
V2, км/ч 9,13 15,61 23,41 39,02 54,63 70,24 85,85
V3, км/ч 13,82 23,62 35,43 59,05 82,67 106,29 129,91
V4, км/ч 21,00 35,90 53,85 89,75 125,65 161,56 197,46
Pт1, Н; η1=0,9 5379,74 5668,46 5907,14 6026,47 5668,46 4833,11 3520,42
Pт2, Н; η1=0,91 3574,54 3766,38 3924,96 4004,26 3766,38 3211,33 2339,12
Pт3, Н; η1=0,92 2388,26 2516,44 2622,39 2675,37 2516,44 2145,59 1562,84
Pт4, Н; η1=0,93 1588,30 1673,55 1744,01 1779,24 1673,55 1426,92 1039,36

Длины шкал чисел оборотов при движении на третьей, второй и первой передачах соответственно равны:

;;; (21)

Рисунок 2 – Скоростные характеристика тяговой силы.

* Максимальная скорость вычисляется из передаточных чисел трансмиссии, оборотов двигателя и размеров шин. Но двигатель может оказатся недостаточно мощным и реальная максимальная скорость будет меньше, чем подсчитанная.
** Вычисление тяги и максимального угла подъема происходит без учета сил трения и соприкосновения колес с землей и могут быть меньше, чем подсчитанные.

Читайте также:  Электромагнитный пускатель принцип работы

Вы можете скачать и установить данный калькулятор у себя на сайте при условии размещения ссылки на источник, то есть на магазин 4×4.

От Ведущего FAQ.

Тюнинг-калькулятор скачан с сайта Магазин 4х4 с разрешения umka, текст незначительно отредактирован, дизайн доработан.

В левую колонку помещены параметры ВАЗ21213 по мануалу. В правой колонке для примера вставлены данные Я-569 и главная пара 4,3.

В тюнинг-калькуляторе угол подъема вычисляется неправильно. Преодолеваемый угол подъема можно рассчитать самостоятельно по формуле из статьи Физика и Нива.