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.
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:
(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.
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.