Модель коробки переключения передач

В таблице 3.1 представлены технические характеристики коробки переключения передач ЯМЗ-236У автомобиля Урал-4320.

Таблица 3.1 – Технические характеристики коробки передач ЯМЗ-236У

Тип	5-ступенчатая, механическая с синхронизаторами на 2-5 передачах
Максимальный входной крутящий момент, Н.м.
Масса, кг
Передаточные числа	1-5,62 2-2,89 3-1,64 4-1,00 5-0,724 Задний ход – 5,22
Управление переключением передач	Рычаг или фланец для установки механизма дистанционного привода
Фланец крепления карданного вала	Гладкий, 8 болтов М10 наÆ155 или ISO 8667-Т180
Дополнительный отбор мощности	От прямозубой шестерни промежуточного вала через боковые люки картера до 29,5 кВт (40 л.с.) От зубчатой муфты на заднем конце промежуточного вала (по спецзаказу) до 73,5 кВт (100 л.с.)

Построение модели трансмиссии.

Модели коробки передач, главной передачи и ведущих колес, определяют тяговое усилие на ведущих колесах и скорость автомобиля .

Рассчитаем тяговое усилие на ведущих колесах:

(3.3)

где – передаточное число коробки передач;

– передаточное число главной передачи;

– КПД трансмиссии;

– динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным статичес кому радиусу .

Рассчитаем скорость автомобиля , , которая связана с частотой вращения вала двигателя внутреннего сгорания следующей зависимостью:

(3.4)

где – радиус качения колеса равен статическому радиусу .

Блок модели коробки передач приведен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Структурная схема модели коробки передач

В данной подсистеме константы – это передаточные числа коробки передач, которые выбираются в зависимости от конкретного автомобиля, из его технических характеристик.

Модель главной передачи.

На автомобиле Урал-43 20 устанавливается двойная главная передача, проходного типа, пара конических шестерен со спиральным зубом и пара цилиндрических косозубых шестерен. Главные передачи всех мостов автомобиля взаимозаменяемы. Дифференциал - симметричный, конический, с четырьмя сателлитами. Полуоси - полностью разгруженные, соединение со ступицей шлицевое.

Построение модели главной передачи

Аналогично строим схему главной передачи, константой которой является передаточное число главной передачи. Схема главной передачи показана на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Структурная схема модели главной передачи

Модель ведущих колес

Для того, чтобы построить модель ведущих колес нам необходимо определить статический ради ус колес, который определяется по формуле:

(3.5)

где - посадочный диаметр, ;

- коэффициент вертикальной деформации шины, принимаем ;

- высота шины, .

Строим модель системы ведущих колес. Модель ведущих колес показана на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Структурная схема модели ведущих колес

3.5 Модель для определения динамического фактора и сил сопротивления движению.

Силу суммарного дорожного сопротивления определяем по формуле:

(3.6)

где ψ – коэффициент сопротивления качению;

– полный вес автомобиля, – ускорение свободного падения.

В расчетах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качению, в связи с чем считаем, что .

(3.7)

где k – коэффициент сопротивления воздуха;

F – лобовая площадь;

v – скорость автомобиля, .

Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии – примерно по выражению:

(3.8)

где - колея автомобиля, м;

- высота автомобиля, м.

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

(3.9)

Для определения динамического фактора и силы сопротивления воздуха создаем подсистему D (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Структурная схема д ля определения динамического фактора и силы сопротивления воздуха

Кроме динамического фактора и силы сопротивления воздуха необходимо рассчитать силу суммарного дорожного сопротивления. Для этого строим подсистему (рисунок 3.6).

Время разгона получаем, как интеграл функции:

(3.10)

Рисунок 3.6 – Структурная схема модели для определения силы суммарного дорожного сопротивления
3.6 Модуль для определения максимального преодолеваемого подъема

С помощью под системы D определяется суммарный дорожный сопротивление, которое может преодолеть автомобиль:

(3.11)

(3.12)

где – максимальный продольный уклон дороги, который может преодолеть автомобиль;

f – сопротивление качению ( – грунтовая дорога после дождя).

Для определения максимального уклона создаем подсистему, которая изображена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 – Структурная схема подсистемы для определения максимального уклона, что может преодолеть автомобиль