От чего зависит кпд трансмиссии. Законы движения автомобиля

ПЕРЕДАЧА КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ ВЕДУЩИМ

На современных автомобилях и тракторах, как зарубежных, так и отечественных, применяются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в развитии которых установилась тенденция к увеличению их быстроходности. Это приводит к их компактности и малому весу. Однако, с другой стороны это приводит к тому, что крутящий момент на валу этих двигателей значительно меньше момента, который должен быть подведен к ведущим колесам машины, несмотря на сравнительно большую мощность этих двигателей. Следовательно, для получения на ведущих колесах необходимого для движения крутящего момента нужно в систему – "двигатель – ведущие колеса", ввести дополнительное устройство, обеспечивающее не только передачу момента двигателя, но и его увеличение. Роль этого устройства на современных автомобилях и тракторах выполняет трансмиссия. В трансмиссию входит целый ряд механизмов: сцепление, коробка передач, карданная, главная, конечная (бортовая) передачи, механизмы поворота, и дополнительные редукторы (раздаточные коробки), устанавливающие постоянное передаточное число. Момент от двигателя передается коробке передач посредством муфт сцепления. На современных машинах основное распространение получили фрикционные муфты сцепления. Отношение момента трения муфты М м к номинальному моменту двигателя Ме называется коэффициентом запаса муфты сцепления β:

Коэффициент охлаждения системы кондиционирования

Рис. 1 Схема потока энергии в системе кондиционирования воздуха. Еще одним шагом в общих характеристиках системы кондиционирования является распределение холода на здании. Для систем с водяным охлаждением предусмотрен водяной контур, для систем с водяным охлаждением система водяного контура проста и соединяет источник и центральный кондиционер с воздухом. Также необходимо включить его в общий баланс системы. Последним шагом является работа вентиляторов для обеспечения распределения воздуха вокруг здания и его распределения в кондиционированных зонах в воздушных системах или только циркуляция воздуха через вентиляционные конвекторы в пространстве водных систем.

β=М м / М е (1)

Величина этого коэффициента изменяется в широком диапазоне (1.5 - 3.8) для грузовых автомобилей и тракторов и выбирается из условий величины работы трения при буксовании в период разгона тракторного агрегата, а также предохранения от поломок деталей двигателя и трансмиссии при возможных перегрузках.

При выборе коэффициента β учитывают также возможное изменение коэффициента трения дисков муфты, уменьшение силы давления пружин из-за износа поверхностей трения и др. От муфты сцепления крутящий момент через коробку передач и другие элементы трансмиссии передается ведущим колесам. При отсутствии буксования между ведущими и ведомыми дисками муфты сцепления (δ сцеп =0) передаточное число трансмиссии в общем виде определится:

Рассеивание тепла из отсека с кондиционированием воздуха, в случае воздушных систем, значительно отличается от характеристик системы охлаждения, поскольку также влияют параметры подачи наружного воздуха и другие регулировки в кондиционере. В этом анализе были представлены основные компоненты систем кондиционирования воздуха, которые должны быть включены в выражение общего коэффициента охлаждения системы кондиционирования. Конечно, этот перечень можно изменить на определенных объектах. В случае систем кондиционирования воздуха с водяным охлаждением вентиляторы кондиционера отсутствуют.

i тр =ω е /ω к = n е /n к, (2)

где ω е и n е – соответственно угловая скорость и частота вращения коленчатого вала двигателя;

ω к и n к - соответственно угловая скорость и частота вращения ведущих колес.

Равенство (2) можно представить в виде:

i тр =i к ∙i рк ∙i гл ∙ii кп = i к ∙i рк ∙i о, (2΄)

где i к – передаточное число коробки передач;

Циркуляционные насосы не включены в холодильные системы и системы прямого выхлопа. В холодном источнике с водяным охлаждением или внешними конденсаторами необходимо учитывать также мощность конденсационного теплообменника. Отдельная глава представляет определение факторов охлаждения в альтернативном охлаждении и включение свежего воздуха, который не является предметом этого вклада.

Кондиционирование обширного административного здания

Анализ общего коэффициента охлаждения оборудования для кондиционирования воздуха проводился в рамках дипломной работы, для номинальных условий в очень большом кондиционированном здании. Здание восьмиэтажное, пять из которых расположены над землей и три подземных этажа. Объект разделен на верхнюю часть раздела. Воздушные системы всех секций имеют общие источники холода. У собственных источников холода также есть водные системы. Автономная система - это центр кондиционирования воздуха и данных, который также имеет свои собственные источники холода.

i рк – передаточное число раздаточной коробки;

i гл – передаточное число главной (центральной) передачи;

i- передаточное число механизма поворота;

i кп – передаточное число конечной (бортовой) передачи;

i о –постоянное передаточное число осуществленное в главной, механизме поворота, и конечной передачах, а также в других редукторах трансмиссии.

Кондиционирование этого здания было представлено на предстоящей конференции. При определении общих коэффициентов охлаждения весь кондиционер был разделен на три системы: вода, воздух и МВЗ. Для расчетов учитывалась 95% -ная активность холодного переноса для каждого сорта.

Активность охлаждающей передачи составляла 95% для распределения воды и 85% для кондиционеров и распределения воздуха. Активность холодовой передачи составляла 95% для распределения воды и 90% для кондиционеров и распределения воздуха. Общий коэффициент охлаждения составляет 1.

Крутящий момент на ведущих колесах машины определяется:

М к =М е ∙i тр ∙η тр, (3)

η тр – КПД трансмиссии, который определяется из соотношения:

η тр =N к /N e =(N e - N тр)/N e =1-(N тр /N e) , (4)

где N к – мощность, подводимая к ведущим колесам;

N тр – мощность, теряемая в трансмиссии.

КПД трансмиссии η тр учитывает механические потери, которые имеют место в подшипниках, зубчатых сопряжениях коробки передач, центральной и конечной передачах и потери при взбалтывании масла. КПД трансмиссии обычно определяется экспериментально. Он зависит от типа конструкции трансмиссии, качества изготовления и ее сборки, от степени загрузки, вязкости масла и т.д. КПД современных автомобильных и тракторных трансмиссий при номинальном режиме работы находится в пределах 0.8..0.93 и зависит от числа пар шестерен включенных последовательно η кп =0.97..0.98; η ц.п. =0.975..0.990.

В случае сравнения воздушных и водных систем, как правило, необходимо использовать эл. энергия, которая должна быть учтена для обеих систем. С другой стороны, в воздушных системах производительность охлаждения увеличивается в случае подачи наружного воздуха при более низкой температуре, чем внутренний воздух.

Это делается за пределами летней температуры, и это не отразится на анализе номинального коэффициента охлаждения. Рис. 2 Номинальная мощность отдельных элементов систем кондиционирования воздуха и их вклад в общую мощность - большой объект. Исследования для сравнения различных систем кондиционирования воздуха для нескольких административных зданий. В исследовании, разработанном в дипломной работе, был подготовлен проект инфильтрации и кондиционирования воздуха для нескольких административных зданий в трех вариантах.

Расчет передаточных чисел трансмиссии начинают с расчета передаточного числа на первой и высшей передачах. Номер высшей передачи зависит от того, сколько ступеней предполагается у коробки передач проектируемого автомобиля (три, четыре, пять...). Передаточное число первой передачи должно обеспечивать преодоление наибольшего дорожного сопротивления движению автомобиля. В этом случае значения касательного усилия, исходя из подведенного крутящего момента двигателя при М k max , желательно иметь равным максимальному касательному усилию по сцеплению, т.е.

Как и в предыдущем случае, в этом исследовании также рассматривались характеристики холодной передачи и не включали теплоту и возможные источники холода. Общий коэффициент охлаждения. Рис. 3 Номинальная мощность отдельных компонентов систем кондиционирования воздуха и их вклад в общую мощность - Сравнение систем.

Факторы охлаждения во время работы

Общие номинальные коэффициенты охлаждения входят в объем анализа второго здания не ранее предыдущего. Это связано с небольшими размерами второго здания, а также с использованием прямых испарителей в кондиционерах. Эксплуатация кондиционеров при номинальных условиях происходит только в относительно короткий период летних экскурсий. Самое главное, что производительность охлаждения меньше номинальной, а устройство работает только для снижения мощности. Общий коэффициент охлаждения при пониженной мощности существенно зависит от регулирования отдельных компонентов системы кондиционирования.

где i тр1 , тр1 - соответственно передаточное число и КПД на первой передаче;

 к - коэффициент нагрузки ведущих колес; для 4х2 к = 0,70...0,75; для 4х4 к = 1,0;

r к - динамический радиус ведущих колес, м;

М а - полная масса автомобиля;

g- ускорение свободного падения;

 - максимальное значение коэффициента сцепления (принимается в пределах 0,7...0,8).

Паровая система компрессора должна иметь коэффициент охлаждающей жидкости при низких температурах окружающего воздуха и высоких температурах охлаждающей воды. Но коэффициент хладагента холодного источника связан с тем, как контролируются компрессоры и вентиляторы для теплоты конденсации.

Для небольшой мощности охлаждения вспомогательная энергия для работы насоса и вентилятора является значительной частью потребления энергии. энергетической системы. Оценить использование электроэнергии. для такого анализа должна быть предусмотрена мощность охлаждения как для номинальной мощности, так и для пониженной мощности. Поэтому так называемый европейский стандартизированный коэффициент охлаждения, представляющий коэффициент охлаждения охлаждающей жидкости для нормальной работы, оценивается в холодном источнике в примере, приведенном в предыдущем тексте.

Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя

Для большинства автомобильных коробок передач при переходе с высшей передачи на первую включаются в работу дополнительно две пары цилиндрических шестерен, тогда

, (11)

Вспомогательная энергия является основной энергетической нагрузкой для больших систем. Если в расчет включены все вспомогательные энергии, коэффициент охлаждения системы кондиционирования воздуха оценивается в номинальных условиях от 1 до 2, включая потребление вентиляторов.

Общие коэффициенты охлаждения систем кондиционирования воздуха и их улучшение

Необходимо рассмотреть вопрос об использовании энергии для охлаждения и кондиционирования зданий. Новое европейское законодательство помогло включить использование энергии для охлаждения зданий, а также чешского законодательства. Конференц-кондиционирование и доверие. . Автор указывает общий анализ коэффициента охлаждения в системе кондиционирования воздуха в его вкладе. Общий коэффициент охлаждения включает в себя удельную потребность в энергии холодного источника, а также требования к энергии вентиляторов и насосов, которые были частью системы кондиционирования воздуха, и обеспечивают исчерпание тепловой нагрузки из необходимой площади здания.

где  тр - КПД трансмиссии на высшей передаче (значения его принимались при расчете мощности двигателя соответствующей максимальной скорости);

 ц - КПД одной цилиндрической пары шестерен принимают равным 0,985.

Значения динамического радиуса ведущих колес принимают равными значению их расчетного радиуса качения. Величина расчетного радиуса качения принимается (после подбора размера шин, исходя из максимальной нагрузки и максимальной скорости движения) по справочной литературе или рассчитывается по следующей формуле:

Общий коэффициент охлаждения является одним из важнейших показателей экономии при работе оборудования кондиционера. Помимо теоретического анализа, общий коэффициент охлаждения системы кондиционирования воздуха в двух зданиях, результаты которых были проанализированы.

Например, сокращение линии капота и центра тяжести всего автомобиля или введение дополнительных новшеств для улучшения возможностей вождения. Дизайнеры стремились улучшить элементарные характеристики автомобиля, такие как управление автомобилем, рулевое управление и торможение.

, (12)

где d- диаметр обода колеса, м;

b- высота профиля шины, м;

 у - коэффициент усадки, принимается в пределах 0,92...0,95.

Из выражения (10) имеем

. (13)

При определении передаточного числа трансмиссии на высшей передаче i тр z исходим из того, что на этой передаче будет получена максимальная скорость движения при работе двигателя на режиме Vmax , тогда

Подробное внимание к основным характеристикам автомобиля было отражено в разработке очень быстрых двигателей внутреннего сгорания, а также высокоэффективных многоступенчатых редукторов. Важной была также стандартизация базовой конструкции всех этих новых блоков, поэтому была применена модульная конструкция, которая послужила основой для будущего производства «прочных автомобилей». С самого начала акцент был сделан на новых приводах, обеспечивающих очень хорошие экологические параметры.

Поэтому японский автопроизводитель нацелился на производство автомобилей с возможностями вождения, которые отражают волю водителя, но в то же время они очень экономичны и имеют другие благоприятные экологические параметры. Только одномоторные силовые агрегаты обеспечивают повышение производительности примерно на 10 процентов2 и снижают расход топлива примерно на 20 процентов.

. (14)

В выражении (14) следующие размерности параметров:

В выражении (14) угловая скорость  v max соответствует максимальной заданной скорости движения. При этой угловой скорости двигатель развивает мощностьNe v max , требуемую для движения с максимальной скоростью.

Новый 2, 5-литровый четырехцилиндровый бензиновый двигатель с прямым впрыском топлива

Подключение новых двигателей с улучшенными усовершенствованиями кузова, включая аэродинамические параметры, снижение веса и другие модификации, может проложить путь для еще большей экономии топлива и экономии топлива. Целью новшества всей конструкции и компоновки было достижение высокого уровня вождения с образцовыми параметрами окружающей среды.

Изменения в конструкции будут продолжать улучшаться для достижения новых параметров двигателя. Новые двигатели используют высокоскоростную технологию сжигания с переменной системой управления. Они также достигают более высокой термодинамической эффективности, что отражается в высокой производительности из-за более низких потерь энергии, например, в связи с системой выхлопа и охлаждения или движением механических деталей. Новый ряд агрегатов оснащен 2, 5-литровым бензиновым двигателем, который достигает одного из самых высоких уровней термодинамической эффективности в мире3 - 40 процентов в случае транспортных средств, приводимых в действие самой системой зажигания, 41% для гибридных автомобилей.

Не следует путать  v max с  н или же с  = 1,2  н .

Значение  v max может быть определено с достаточной точностью из графика внешней скоростной характеристики двигателя или рассчитано по формуле (7) методом последовательного приближения.

Этот новый, тщательно продуманный и замечательно модернизированный двигатель включает в себя ряд новых технологий, таких как чрезвычайно точное решение для управления, которое делает двигатель очень чувствительным к инструкциям водителя и обеспечивает высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов.

Новая 8-ступенчатая и 10-ступенчатая автоматическая коробка передач с прямым механизмом

Для обоих блоков был предпринят ряд мер для минимизации потерь энергии и повышения эффективности передачи энергии. Для передачи зубчатых передач использовалась новая технология для уменьшения коэффициента трения при включении колес. Конфигурация фрикционного материала внутри муфты оптимизирована для уменьшения потерь крутящего момента вращающейся муфты примерно на 50%. Результатом этих и других мер является один из лучших в мире показателей эффективности передачи. По сравнению с аналогичными условными единицами новые автоматические коробки передач более компактны и легче, что также отражается на снижении расхода топлива.

Передаточные числа трансмиссии на остальных передачах определяются исходя из того, что наиболее рациональным является изменение передаточных чисел трансмиссии по закону геометрической прогрессии (это обеспечивает постоянный интервал изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя, при разгоне на различных передачах - наибольшую производительность и экономичность), тогда

и т.д.

, (15)

где z- принятое число передач коробки;

q- знаменатель геометрической прогрессии.

Знаменатель определяют по формуле

. (16)

При необходимости определения передаточного числа коробки передач обычно принимают, что высшая передача прямая. Тогда i тр z представляет собой передаточное число главной передачи и бортовых редукторов (если они предусмотрены конструкцией трансмиссии). В этом случае передаточные числа коробки передач можно определить по следующим выражениям:

;

и т.д.

.. (17)

Если высшая передача будет ускоряющей, т.е. i к z <1, прямой передачей является передача (z-1). Тогда

и т.д.

. (18)

5. Расчет и построение универсальной динамической характеристики автомобиля

Для сравнительной оценки тягово-динамических качеств автомобилей, имеющих различный вес и мощность, служит удельный показатель - динамический фактор.

Динамический фактор определяется по формуле

, (19)

где Р к - касательная сила тяги автомобиля, Н;

Р w - сила сопротивления воздуха, Н;

G- вес автомобиля, Н.

Касательная сила тяги автомобиля и сила сопротивления воздуха определяется по формулам

, Н (20)

, Н (21)

Динамической характеристикой автомобиля называют графически выраженную зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах.

Для расчета динамической характеристики используется скоростная (внешняя) характеристика двигателя.

Расчеты выполняют для режимов работы двигателя, соответствующих угловой скорости вращения коленчатого вала - 20, 40, 50, 60, 80, 100 и 120% от  н в такой последовательности:

1. По формуле

, км/ч (22)

рассчитывают для всех режимов работы двигателя на каждой передаче скорости движения.

Для этих же режимов работы двигателя определяют величины касательной силы тяги и силы сопротивления воздуха по формулам (20) и (21).

Величина динамического фактора зависит от веса автомобиля. Поэтому расчет и построение характеристики ведут сначала для порожнего автомобиля, а потом путем дополнительных построений преобразуют ее в универсальную характеристику, позволяющую находить динамический фактор для любого веса автомобиля или автомобиля с прицепом (автопоезда). Порожний вес автомобиля равен собственному весу автомобиля G о плюс вес водителя

G пор =G o + G в.

Результаты расчетов универсальной характеристики автомобиля заносятся в таблицу.

Таблица 2

Параметры универсальной динамической характеристики

Передача

Коэффициент нагрузки автомобиля Г = 1 соответствует порожнему автомобилю, а Г = 2 - автомобилю, имеющему вес, равный удвоенному весу порожнего автомобиля

, (23)

По результатам расчета, соответственно числу передач, в зависимости от скоростного режима движения автомобиля строится график динамической характеристики D=f(v) для коэффициента нагрузки Г=1 (порожний автомобиль) (рис. 2).

Рис. 2. Универсальная динамическая характеристика

На построенной характеристике наносят сверху вторую ось абсцисс, на которой откладывается значение коэффициента нагрузки Г = 2 и Г = 3.

На крайней слева точке верхней оси абсцисс коэффициент Г = 1, что соответствует порожнему автомобилю; на крайней точке справа откладываем максимальное значение Г = 3. Затем наносим на верхней оси абсцисс ряд промежуточных значений коэффициента нагрузки и проводим из них вниз вертикали до пересечения с нижней осью абсцисс.

Поскольку динамический фактор при Г = 2 вдвое меньше, чем у порожнего автомобиля (при Г = 3 - втрое меньше), то масштаб динамического фактора на второй оси ординат должен быть в два раза больше, чем на первой оси, проходящей через точку Г = 1. Однозначные деления динамического фактора на обеих ординатах соединяют наклонными прямыми линиями. Точки пересечения этих прямых с остальными вертикалями образуют на каждой вертикали масштабную шкалу для соответствующего значения коэффициента нагрузки автомобиля.

На построенной характеристике нужно указать стрелками, как определить, с какими скоростями возможно равномерное движение автомобиля по какой-либо выбранной дороге при двух разных значениях коэффициента нагрузки автомобиля. По универсальной динамической характеристике необходимо определить максимальные скорости движения и максимальные углы подъема по передачам при заданных дорожных условиях при коэффициентах нагрузки, соответствующих порожнему автомобилю и автомобилю с полной нагрузкой согласно заданной грузоподъемности.

При известном значении динамического фактора максимальный угол подъема определяется из следующего выражения

Движение на подъем с максимальным углом происходит при условии работы двигателя с максимальным крутящим моментом М k max . При этом значения динамического фактораD max не должны превышать значения динамического фактора по сцеплениюD 