Тюнинг трансмиссии автомобиля — что такое тюнинговый ряд и главная передача
Даже со слабым мотором машина может быть быстрой из-за правильно подобранных передаточных чисел. Расскажем что дает изменение главной пары и применение коммерческих рядов трансмиссии. С чего начать модернизацию коробки передач?
Для чего делается
Для наилучшей разгонной динамики автомобиля трансмиссия должна позволять мотору как можно дольше работать в «правой» зоне тахометра. Добиться этого несложно: нужно, чтобы передаточные числа коробки были близки друг к другу. Тогда при переключении «вверх» обороты упадут не намного, мотор вновь окажется «в моменте» и сможет резво ускорять автомобиль.
«Близкие» ступени коробки помогут при переключении «вниз»: даже на высокой скорости можно смело включить пониженную передачу и сделать разгон более интенсивным, не рискуя при этом выскочить в красную зону на тахометре.
Ряды передаточных чисел стандартных коробок имеют огромные «дыры» между соседними ступенями.
Например, у многих машин велика разница между передаточными числами первой и второй ступеней, в результате чего страдает синхронизатор. Достается и водителю: чтобы обеспечить автомобиль приемлемым запасом тяги после переключения на вторую передачу, нужно еще на первой, выслушивая рев мотора, хорошенько его «выкрутить».
Как с этим бороться? Выход один: сохранив корпус коробки, заново изготовить оригинальные валы и шестерни. Для владельцев отечественных машин есть приятное обстоятельство: опыт подобного рода переделок немалый.
Изменение передаточного числа главной пары
Передаточное число коробки передач — отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни. Чем оно выше, тем передача «короче» и «мощнее», т.е. мотор быстрые набирает обороты, набор скорости происходит стремительно, но возникает необходимость в частом переключении передач. Как следствие — снижение максимальной скорости на данной передаче.
Первое средство повышения разгонной динамики авто — изменение передаточного числа или, как принято говорить, «укоротить» или «удлинить» главную пару автомобиля.
Более «короткая» пара улучшает динамику машины. Например, установка главной пары 4,1 или 4,3 превращает стандартный авто (стоковая — 3,7) в автомобиль с пушечной динамикой. Расплата за это — приходится часто перебирать рычагом переключения передач, зато на светофоре и при любом маневре автомобиль — первый. «Длинная» пара (3,7 — 3,9) — повышает максимальную скорость, но страдает разгон.
Любопытно, что чем больше передаточное соотношение, тем пара считается «короче», а чем оно меньше — тем «длиннее». Так говорят потому, что с короткой парой короче разгон на каждой передаче (но меньше предельная скорость).
На гоночных автомобилях используются главная пара 4,7; для участия в автокроссе — 5,1. Если важен разгон — следует выбирать главную пару «покороче». Но езда на трассе будет невыносимой. Потому, что снизится максимальная скорость и при 5000 оборотах будете ехать на «пятой» передаче всего 120-140 км/ч.
Применение тюнингового рядов
Хозяева стоковых машин знают, что если сильно выкрутить двигатель на первой передаче, при переключении на вторую обороты резко падают, снижается динамика. Виной — слишком большой разрыв между передаточными числами 1-й и 2-й передач. Тюнинговые ряды обеспечивают равномерный разгон автомобиля на всех передачах.
На рынке есть многочисленные варианты тюнинговых (коммерческих) рядов, разработанных с использованием спортивного опыта. Их предлагается множество: «шестой», «восьмой», «одиннадцатый». Отличаются они передаточными числами. Например, «восьмой» и «двенадцатый» ряд близки к серийному и с слегка форсированными моторами неплохо подходят для динамичной езды.
Другое дело — «шестой» и «седьмой». Оба имеют шесть ступеней, прекрасно согласуются с «заряженными» двигателями и позволяют выступать в гонках.
Все тюнинговые ряды строятся по одному принципу. Низшие передачи существенно «длиннее», т.е. более скоростные чем у серийных коробок. Высшие — наоборот, «короче» и ближе друг к другу. Такой подбор передаточных чисел усложняет процесс трогания с места, зато потом поведение автомобиля меняется кардинально: уже на первой-второй, «выкрутив» мотор до отсечки, можно разогнаться до скорости, где будут уместны четвертая и даже пятая передачи!
Можно собрать гоночную кулачковую «шестиступку». Такая коробка позволяет гонщикам переключаться без выжима сцепления и существенно сокращает время разгона. Но чтобы ездить на «кулачке», одних только денег мало, нужно уметь ей пользоваться. Да и шумит она сильно — примерно как серийная без масла.
2.3 Определение передаточного числа главной передачи
Передаточное число главной передачи влияет на тягово-динамические и экономические показатели автомобиля. Его определяют, пользуясь выражением:
2.
9
Передаточное число главной передачи, полученное расчетом приблизительно равно данному в характеристике автомобиля-прототипа.
2.4 Определение передаточных чисел в коробке передач
Передаточные числа в коробке передач определяют из условия обеспечения наибольшей интенсивности разгона и плавности переключения шестерен при последовательном переходе с одной передачи на другую, а также для обеспечения движения на первой передаче без буксования по заданной дороге.
Знаменатель геометрической прогрессии ряда, образуемого передаточными числами коробки передач, находят по формуле
2.10
где т — число передач в коробке.
Передаточное число в коробке при работе на первой передаче определяют из условия преодоления заданного сопротивления движению по формуле
2.11
где Мmах— максимальный крутящий момент двигателя, Н*м;
ψ1mах — суммарный коэффициент дорожного
сопротивления (берем из задания на
проектирование автомобиля).
Проверяем условие движения автомобиля без буксования по заданной дороге. Должно быть удовлетворено условие
2.12
где — коэффициент сцепления движителей с дорогой;
λк – коэффициент нагрузки на ведущие колеса;
λк = 1 — для машин повышенной и высокой проходимости;
λк = 0,5—0,55 — для легковых автомобилей 4×2;
λк = 0,65—0,75 — для грузовых автомобилей 4×2.
Для нашего расчета принимаем λк = 0,76
Вывод – i1 удовлетворяет условию.
Тогда:
iкп 1 = 7,36
iкп 2 = 4,61
iкп 3 = 2,89
iкп 4 = 1,81
iкп 5 = 1,13
2.
5 Определение скоростей движения автомобиля на различных передачахМаксимальная скорость движения на прямой передаче задана. Скорости движения на промежуточных передачах определим из соотношений:
V1 = 3.43м/с
V2 = 5,47м/с
V3 = 8,73м/с
V4 = 13,92м/с
V5 = 22,22м/с
3. Динамический расчет автомобиля
В процессе динамического расчета выполняют построение динамической характеристики автомобиля.
Динамический
фактор D
предложен Е.А.
Чудаковым. Используют его для сравнительной
оценки динамических качеств различных
автомобилей в различных условиях их
движения (качество дороги, нагрузка
автомобиля). Так как в условиях
установившегося движения численные
значения динамического фактора и
суммарного коэффициента дорожного
сопротивления равны, т.
е. ψ
= D.
Зная динамический
фактор автомобиля, можно определить,
какое дорожное сопротивление он будет
преодолевать.
Динамический фактор есть отношение избыточной силы тяги, к полному весу автомобиля:
3.1
Так как касательная
сила тяги Р
Основой для построения динамической характеристики (рис. 2) является внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя или регуляторная характеристика дизеля, а также данные тягового расчета и ряд параметров автомобиля-прототипа
а) Построение
динамической характеристики автомобиля.
Наметим не менее пяти точек скоростных
режимов автомобиля на каждой передаче.
Скорости движения автомобиля при
движении на различных передачах и при
различных значениях частот вращения
вала двигателя определяют по формуле
3.2
1-ая передача | 2-ая передача | 3-ья передача | 4-ая передача | 5-ая передача |
4,007 | 10,19 | 25,95 | 66,038 | 168,05 |
9,016 | 22,94 | 58,38 | 148,58 | 378,11 |
16,028 | 40,79 | 103,801 | 672,20 | |
19,647 | 49,99 | 127,236 | 323,79 | 823,96 |
25,33 | 64,46 | 164,048 | 417,47 | 1062,35 |
б) Для этих скоростных режимов находим значения крутящих моментов двигателя и определяют касательные силы тяги на каждой передаче по формуле:
Значение Мк | 1-ая передача | 2-ая передача | 3-ья передача | 4-ая передача | 5-ая передача |
263,7 | 28046,73 | 17581,6 | 11021,3 | 6908,9 | 4330,93 |
259,3 | 27585,15 | 17292,2 | 10839,9 | 6795,2 | 4259,66 |
234,7 | 24969,51 | 15652,5 | 9812,05 | 6150,8 | 3855,75 |
218 | 23189,11 | 14536,5 | 9112,42 | 5712,3 | 3580,83 |
188,3 | 20031,87 | 12557,3 | 7871,75 | 4934,5 | 3093,29 |
3.
3
Для определения силы сопротивления воздуха используют зависимость.
значение n | 1-ая передача | 2-ая передача | 3-ая передача | 4-ая передача | 5-ая передача |
1400 | 1,257 | 2,005 | 3,199 | 5,103 | 8,14 |
2100 | 1,885 | 3,007 | 4,798 | 7,654 | 12,21 |
2800 | 2,514 | 4,01 | 6,398 | 10,205 | 16,28 |
3100 | 2,783 | 4,44 | 7,083 | 11,299 | 18,025 |
3520 | 3,16 | 5,04 | 8,043 | 12,829 | 20,467 |
Значения коэффициента
сопротивления воздуха kw и площади поперечного сечения автомобиля
Fа принимают из тягового расчета.
в) Значения динамического фактора для каждой передачи подсчитывают
по формуле:
Используя полученные значения динамического фактора, строят характеристику D = ƒ(V).
1-ая передача | 2-ая передача | 3-я передача | 4-ая передача | 5-ая передача |
0,3862 | 0,242 | 0,1514 | 0,0943 | 0,0573 |
0,3798 | 0,237 | 0,1485 | 0,0916 | 0,0534 |
0,344 | 0,215 | 0,1337 | 0,0811 | 0,0438 |
0,3191 | 0,1995 | 0,1237 | 0,0742 | 0,0379 |
0,2755 | 0,172 | 0,1062 | 0,0622 | 0,0279 |
Рис.
2. Динамическая
характеристика автомобиля
Библиографический список
Чудаков Е.Д. Теория автомобиля. М.: Машгиз, 1940.
Скотников В.А., Мащенский А.Н., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1986.
Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1980.
Чернышев В.А. Тягово-динамический расчет автомобиля: Учебное пособие. М: МГАУ им. В.П. Горячкина, 1994.
Чернышев В.А. Тяговый расчет трактора: Методические рекомендации. М.:-ГОСНИТИ, 1982.
17
Шаги для расчета передаточного отношения – Блог CLR
Использование шестерен во множестве машин и устройств в настоящее время требует, чтобы они использовались с максимальной эффективностью, чтобы получить максимальную отдачу.
из своих преимуществ.
Одним из ключевых понятий для их адекватного использования является передаточное число (r t ). Правильный выбор передаточного числа необходим для того, чтобы:
- Шестерня могла выдерживать больший крутящий момент , сводя к минимуму ошибки
- Движение может быть создано таким образом, что крутящий момент мотор-шестерни преодолевает инерцию шестерни.
Ниже мы познакомимся с необходимыми формулами для расчета передаточного отношения , и что вы должны иметь в виду для этого расчета.
Передаточное число необходимо для того, чтобы имело место движение и чтобы шестерня могла выдерживать крутящий момент без ошибок
Что такое передача движения?
Передаточное отношение в трансмиссии — это соотношение между скоростями вращения двух зацепляющихся шестерен.
Поскольку каждая шестерня имеет разный диаметр, каждая из осей вращается с разной скоростью, когда они обе зацеплены.
Изменение передаточного отношения эквивалентно изменению применяемого крутящего момента .
Передаточное число вычисляется путем деления выходной скорости на входную скорость (i= Ws/We) или путем деления числа зубьев ведущей шестерни на число зубьев ведомой шестерни (i= Ze/ Зс).
i = Ws/We
i = Ze/Zs
Преимущества зубчатых передач
по сравнению с другими типами передач. Во-первых, они обеспечивают высокую производительность при передаче усилий и перемещений при длительном сроке службы и высокой надежности.
Но что выделяет их, так это колоссальная точность передаточного отношения, а это значит, что они могут быть используется в точном машиностроении .
Передаточные числа в редукторных передачах очень точные, что делает эти передачи идеальными для точных машин
В отличие от других механизмов, таких как цепи или шкивы, их размер мал , а это значит, что они могут быть установлены как в обоих малые и большие машины и помещения, а также в труднодоступных местах.
Кроме того, их простота обслуживания делает редукторную трансмиссию одной из самых распространенных систем в основных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение.
Параметры для проектирования зубчатой передачи
При проектировании зубчатой передачи необходимо иметь в виду следующие параметры:
Закон зацепления
Закон зацепления определяет положение, при котором два зубца всегда будут пересекать точку O , если это позволяет его профиль.
Эта точка O должна располагаться на линии, соединяющей центр вращения одной из шестерен и центр вращения другой .
Кроме того, радиусы шага и расстояния между точкой O и соответствующими центрами должны совпадать.
Передаточное число
Передаточное число ( r t ) — это отношение скоростей вращения двух сопряженных шестерен .
Более конкретно, это частное входной и выходной скоростей ( r t = ω s / ω e ).
Система может вызвать уменьшение , если передаточное число меньше 1, или умножение , если оно больше 1. о редукторах
Коэффициент контакта
Коэффициент контакта ( ε ) измеряет среднее число зубьев в контакте всегда.
Наилучшее передаточное отношение должно быть больше 1,2, чтобы обеспечить возможность передачи высоких нагрузок , обеспечить жесткость трансмиссии и обеспечить бесшумную и равномерную работу.
Как рассчитать передаточное число
Рассчитать передаточное число можно несколькими способами. Например:
Расчет передаточного числа конических зубчатых колес
При обращении к конических зубчатых колес нужно учитывать, что оно будет эквивалентно количеству зубьев ведущей шестерни, деленному на число зубьев ведомой шестерни.
( RT= Z1 / Z2 ).
Вас может заинтересовать: Расчет передач: повысьте эффективность ваших трансмиссий.
Расчет передаточного числа зубчатой передачи
В случае зубчатой передачи с двумя шестернями нам необходимо выполнить следующие шаги:
- Подсчитать количество зубьев . Сначала нам нужно будет посчитать количество зубьев ведущей шестерни и количество зубьев ведомой шестерни.
- Разделите количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни . Полученное число будет числом раз, которое ведомая меньшая шестерня должна повернуть, чтобы большая совершила один полный оборот.
Передаточное число будет равно количеству зубьев ведущей шестерни, деленному на количество зубьев ведомой шестерни.
В случае зубчатой передачи с более чем двумя передачами нам потребуется выполнить следующие шаги:
- Определите, какая шестерня является ведущей, а какая ведомой, и разделите количество зубьев первой и второй .
Промежуточная шестерня никак не повлияет на передаточное число зубчатой передачи. - Выполните те же шаги , что и для определения передаточного отношения двухступенчатой зубчатой передачи.
Промежуточная шестерня никак не повлияет на передаточное число зубчатой передачи.Существует множество способов расчета передаточного числа в зависимости от того, являются ли передачи коническими или зубчатыми передачами с двумя или более передачами и т. д.
Расчет передаточного числа шестерен и цепи
Этот тип передачи образован двумя шестернями и цепью из шарнирных звеньев . В нем шестерни вращаются в одном направлении.
Используется для передачи движения между удаленными параллельными валами .
Передаточное число является результатом деления числа зубьев ведущей шестерни на число зубьев ведомой шестерни .
Вам нужна помощь в расчете передаточного числа ваших зубчатых передач? Не стесняйтесь обращаться к нам, и мы поможем вам запустить ваш проект и рассчитать ваши параметры.
Объяснение передач — RC Heli Nation
Слушатель недавно попросил технический совет, объясняющий мод передач, поэтому я решил, что вместо того, чтобы заниматься одной темой, я затрону все, что связано с передачами! Наслаждайтесь, ребята!
Итак, что шестеренки делают для нас в наших вертолетах? Зубчатая передача — это механическое устройство, которое позволяет передавать мощность на валу от одного устройства — в нашем случае двигателя или двигателя — на другой вал, такой как главный или хвостовой валы, для привода ротора. Самое лучшее в зубчатых колесах то, что они не только передают мощность, но и позволяют обменивать скорость передачи на крутящий момент или наоборот, в зависимости от конструкции зубчатой передачи. Вот тут-то и появляется понятие «передаточное отношение»…
Всем известно, что мы используем меньшую шестерню с малым числом зубьев, называемую шестерней, в нашей энергосистеме для привода большей шестерни с большим числом зубьев, называемой главной шестерней, которая, в свою очередь, приводит в движение головку несущего винта, верно? Но почему мы поступаем именно так? Мы хотим преобразовать высокую скорость и низкий крутящий момент вала силовой системы в более высокий крутящий момент и более низкую скорость, необходимые для вращения тяжелых лопастей несущего винта большого диаметра.
Таким образом, передаточное число говорит вам, как вы торгуете скоростью и крутящим моментом… это механическое преимущество или коэффициент усиления, точно так же, как передаточные числа коленчатого вала на ваших сервоприводах. Его можно рассчитать следующим образом:
Передаточное отношение = количество зубьев главной шестерни / количество зубьев шестерни
Это число всегда больше единицы на нашем вертолете и обычно выражается как «X:1». Типичные передаточные числа для вертолетов с радиоуправлением составляют от 6 до 9: 1 в зависимости от системы питания и желаемой скорости головы. Это также описывает соотношение скоростей между шестерней и главной шестерней (скорость шестерни: скорость главной шестерни) и соотношение крутящих моментов между главной шестерней и шестерней (крутящий момент главной шестерни: крутящий момент шестерни). Давайте сделаем быстрый пример…
Мы хотим спроектировать вертолет класса 700, чтобы летать с головной скоростью 2000 об/мин, и у нас есть три разные системы питания: электродвигатель со скоростью при максимальной мощности 20 000 об/мин, нитродвигатель со скоростью при максимальной мощности 16 000 об/мин, а газовый двигатель развивает скорость при максимальной мощности 12 000 об/мин.
Какую шестерню вы бы выбрали?
Ну, так как у нас есть скорости основного вала и вала силовой системы, и мы знаем, что передаточное число такое же, как и передаточное число, давайте рассчитаем количество зубчатых передач и шестерен, которые нам нужны, если мы хотим, чтобы все три вертолета вращались на 120 зубьев. главная передача.
Электрический
Передаточное число = 20 000 об/мин/2 000 об/мин = 10:1
Количество зубьев шестерни = 120 зубьев/10 = 12 зубьев количество = 120 зубьев/8 = 15 зубьев
Газ
Передаточное число = 12 000 об/мин/2 000 об/мин = 6:1
Количество зубьев шестерни = 120 зубьев/6 = 20 зубьев
Итак, теперь, когда вы знаете, как работает зубчатая передача, давайте поговорим о несколько более подробных понятий. Во-первых, зубчатое зацепление — это термин, используемый для описания того, какой «люфт» существует между двумя шестернями. Если зубья шестерни прижаты друг к другу так, что между ними нет движения, когда вы держите одну шестерню и пытаетесь вращать другую, то у вас плотное зацепление.
С другой стороны, движение между двумя шестернями называется рыхлым зацеплением.
Обычно идеальную сетку находят, находя вершину вращения зубчатой передачи и устанавливая ее плотно (без движения) в этом месте. Тогда другая часть окружности шестерни будет достаточно свободной, чтобы не возникало трения, снижающего мощность. Помните, что слишком плотное зацепление вызовет трение, которое может привести к потере мощности, вибрациям и перегреву шестерни, в то время как слишком слабое зацепление приведет к зачистке шестерни.
Хорошо! Переходим к модулю передач, или сокращенно к модулю передач. Проще говоря, мод зубчатого колеса — это число, описывающее ширину зуба в миллиметрах. Мод зубчатой передачи определяется конструктором и обычно зависит от двух вещей: количества передаваемой мощности и влияния передаточного отношения на зацепление.
Более толстые зубья шестерни имеют более высокий номер модификации, чем более тонкие зубья шестерни. Итак, в чем компромисс? Что ж, мод с более высокой передачей может выдерживать большую мощность, но при том же передаточном отношении будет иметь меньше зацепленных зубьев в любой момент времени.
Модификатор с более низкой передачей будет иметь хорошее зацепление при том же передаточном отношении, но не будет выдерживать такой большой мощности, как система с более высоким модом. Теперь давайте вычислим его:
Модификация зубчатого колеса = диаметр окружности делительной окружности / количество зубьев
Окружность делительной окружности — это термин, используемый для описания окружности одной шестерни, которая ПРОСТО пересекается (касается) с окружностью делительной окружности другой шестерни. Посмотрите на фото ниже, и вы поймете, что я имею в виду…
А как насчет этой сумасшедшей штуки под названием «электрическое передаточное число»? Ну, некоторые регуляторы, такие как внутренний регулятор Skookum SK-540, просят вас ввести этот номер. Так что же это такое и почему оно отличается от передаточного числа, о котором мы говорили? Во-первых, ничем не отличается… Я покажу вам. 😉 Во-вторых, это просто ваше механическое передаточное число, умноженное на половину числа полюсов в вашем электродвигателе.
Видеть?
Передаточное число электрической передачи = (Количество зубьев главной шестерни/Количество зубьев шестерни)*(Количество полюсов двигателя/2)
В завершение темы: тип шестерни. Прямой (а), спиральный (б) и «елочка» (в) — это три типа передач, которые вы увидите в вертолетах с радиоуправлением.
Прямозубые шестерни имеют такие… прямые зубья! Они дешевы и просты в изготовлении, но являются самыми шумными из всех и не справляются с большими мощностями, как другие. Косозубые шестерни уменьшают шум за счет использования винтовых зубьев, которые входят в зацепление более плавно, но из-за этого они также создают осевое усилие вдоль оси вала, на котором они вращаются, что требует использования упорных подшипников. Косозубые шестерни также имеют более высокие потери на трение, чем прямозубые, поэтому вам следует использовать смазочные материалы, чтобы предотвратить потерю мощности и износ зубьев. Наконец, в шестернях типа «елочка» используются два набора косозубых зубьев, расположенных рядом друг с другом в противоположных направлениях.