Покращення тягового-швидкісних властивостей вдосконаленням методів вибору параметрів моторно-трансмісійної установки автомобіля

Abstract

Аеродинамічні характеристики здійснюють основний вплив на енергетичну ефективність і тягово-швидкісні властивості автомобіля. У цій статті, на основі раніше проведених досліджень аеродинамічних характеристик різних моделей автомобілів, запропоновано вдосконалений метод вибору параметрів двигуна і трансмісії на етапі проектування. Метою дослідження є покращення динамічних властивостей автомобіля шляхом вдосконалення методу вибору основних параметрів моторно-трансмісійної установки за рахунок уточнення розрахунку аеродинамічного опору руху. Для її досягнення необхідно розв’язати такі задачі: уточнити методику вибору максимальної ефективної потужності двигуна; уточнити методику визначення максимальної конструктивної швидкості автомобіля; розробити методику вибору передавальних чисел трансмісії. Аеродинамічний опір руху автомобіля визначається лобовим коефіцієнтом зазначеного опору, густиною повітряного середовища, площею лобового опору (міделем) і швидкістю автомобіля. З класичних робіт із аеродинаміки автомобіля відомо, що у діапазоні швидкостей руху автомобілів від 20 м/с до 80 м/с, приймаючи закон квадратів при оцінці сили опору повітря, слід змінювати коефіцієнт лобового аеродинамічного опору в залежності від швидкості автомобіля. Однак, при проведенні розрахунків цей коефіцієнт беруть постійним, що приводить до отримання великих значень сили опору повітря при високих швидкостях і менших – при малих. Розглянуто можливі два шляхи поліпшення динамічних властивостей і енергоефективності автомобіля при його модернізації (підвищення максимальної конструктивної швидкості автомобіля за рахунок зниження передавального відношення трансмісії на вищій передачі; зниження максимальної ефективності потужності двигуна при збереженні колишнього передавального відношення трансмісії на вищій передачі). У результаті проведеного дослідження удосконалено метод вибору (максимальної ефективної потужності двигуна;максимальної конструктивної швидкості автомобіля; передавальних чисел трансмісії) на стадії проектування параметрів моторно-трансмісійної установки автомобіля.

Aerodynamic characteristics have a major impact on the energy efficiency and traction and speed properties of the vehicle. In this article, based on previous studies of the aerodynamic characteristics of various car models, we propose an improved method for selecting engine and transmission parameters at the design stage. The aim of the study is to improve the dynamic properties of the car by improving the method of selecting the main parameters of the engine-transmission unit by refining the calculation of aerodynamic drag. To achieve it, the following tasks must be solved: to specify the method of selecting the maximum effective engine power; to specify a technique of definition of the maximum constructive speed of the car; to develop a technique for selecting gear ratios. The aerodynamic resistance to the movement of the vehicle is determined by the frontal coefficient of the specified resistance, the density of the air, the area of the frontal resistance and the speed of the vehicle. It is known from classical works on the aerodynamics of a car that in the range of vehicle speeds from 20 m / s to 80 m / s, taking the law of squares when assessing the force of air resistance, it is necessary to change the coefficient of frontal aerodynamic drag depending on the speed of the car. However, when carrying out calculations, this coefficient is taken constant, which leads to obtaining large values of the air resistance force at high speeds and lower at low speeds. There are two possible ways to improve the dynamic properties and energy efficiency of the car during its modernization (increasing the maximum design speed of the car by reducing the gear ratio in higher gear; reducing the maximum efficiency of the engine while maintaining the previous gear ratio in higher gear). As a result of the study, the method of selection (maximum effective engine power; maximum design speed of the car; gear ratios) at the design stage of the parameters of the motor-transmission unit of the car has been improved.