КОЛЕСАМ ЛЕСНОЙ МАШИНЫ. КПД ТРАНСМИССИИ

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:

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:

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;

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.

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 соответствии с этим величина η_тр приближенно может подсчитываться:

η_тр= η_ц.п.∙η_кп (4΄)

Без учета потерь при холостом ходе:

η_хол=1-М_хол / М_е , (5)

где М_хол – приведенный к первичному валу трансмиссии момент сопротивления, возникаю щий при холостом прокручивании трансмиссии.

m ц, m к - соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен.