Потери в трансмиссии

При движении автомобиля происходит передача мощности от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса. При этом она одновременно расходуется на разгон вращающихся деталей двигателя и трансмиссии и на потери в трансмиссии, обусловленные механическим трением в зубчатых передачах, трением сальниковых устройств подшипников и сопротивлением качению их роликов (иголок, шариков), гидравлическими потерями на перебалтывание смазочного масла в картерах трансмиссионных узлов.

Соответствующий ситуации мощностной баланс имеет вид

Р_е - Р_j = Р_к + Р_тр (23)

или Р_к = Р_е – Р_j – Р_тр , (23¢)

где Р_к – мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля; Р_е – мощность двигателя, установленного на автомобиле; Р_j – мощность, затрачиваемая на разгон вращающихся деталей двигателя и трансмиссии; Р_тр – мощность потерь в трансмиссии.

Для учета потерь в трансмиссии удобнее пользоваться понятием коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии h_тр :

h_тр = Р_к / (Р_к + Р_тр ) = Р_к / (Р_е – Р_j ) . (24)

Тогда

h_тр Р_к + h_тр Р_тр = Р_к ,

откуда Р_тр = Р_к (1 - h_тр ) / h_тр .

При установившемся движении, когда Р_j = 0 и Р_к /h_тр = Р_е , получим

Р_тр = Р_е ( 1 - h_тр ) . (25)

Общепринято, что КПД трансмиссии автомобиля (как и любой другой механической трансмиссии) равен произведению КПД ее последовательно расположенных узлов. Для проектных расчетов рекомендуются следующие ориентировочные значения КПД автомобильных трансмиссионных узлов: коробки передач 0,95 ÷ 0,99 (в зависимости от включенной передачи) ; раздаточной коробки 0,93 ÷ 0,97 ; колесной передачи 0,96 ÷ 0,98 ; карданного шарнира 0,99 ÷ 0,995 (в зависимости от конструкции шарнира и угла передачи) ; главной передачи 0,92 ÷ 0,97 (меньшее значение для двойной главной передачи).

Для более детального определения h_тр можно воспользоваться формулой, учитывающей количество зубчатых передач, карданных шарниров и подшипников трансмиссии, через которые передается полная мощность от двигателя на ведущие колеса

h_тр = 0,98^к · 0,97^l · (0,99 ÷ 0,995)^m · (0,995 ÷ 0,998)ⁿ · (0,997 ÷ 0,999)^р, (26)

где 0,98 – КПД цилиндрической шестеренчатой пары; к – число цилиндрических шестеренчатых пар, участвующих в передаче полной мощности Р_е на ведущие колеса; 0,97 – КПД конической шестеренчатой пары; l – число конических пар, передающих полную мощность Р_е на ведущие колеса; (0,99 ÷ 0,995) – КПД карданного шарнира; m – число карданных шарниров, передающих полную мощность Р_е ; (0,995 ÷ 0,998) – КПД конического подшипника с сальником ( без него ); n – число конических подшипников, через которые передается полная мощность Р_е на ведущие колеса автомобиля; (0,997 ÷ 0,999) – КПД шарикового подшипника с сальником ( без него); р – число шарикоподшипников, участвующих в передаче полной мощности Р_е на ведущие колеса автомобиля.

Примечание:КПД узла (h_у), передающего часть (D) мощности Р_е , перед подстановкой в формулу (26) лучше откорректировать (h_у^(кор)) по предлагаемой авторами формуле:

h_у^(кор) = (1 - D) + h_у D .

При работе на режимах максимальных нагрузок среднее значение КПД трансмиссии для различных типов автомобилей составляет h_тр = 0,8 ÷ 0,94. При этом для переднеприводных легковых автомобилей с поперечным распо-ложением двигателя типичны h_тр= 0,92 ¸ 0,94, для переднеприводных легковых автомобилей с продольным расположением двигателя h_тр= 0,91 ¸ 0,93, для легковых автомобилей классической компоновки h_тр= 0,89 ¸ 0,92 , для двухосных грузовых автомобилей с одним ведущим мостом h_тр = 0,86 ¸ 0,91 , для трехосных полноприводных грузовиков h_тр = 0,8 ¸ 0,82 .