Энциклопедия авто чайника
Выбор передаточного числа главной передачи
Одной из трудоемких и важных работ при подготовке скоростного автомобиля к состязаниям является подбор передаточного числа для главной передачи. Передаточное число главной передачи должно обеспечивать автомобилю максимально возможную скорость движения и высокую приемистость при разгоне, сохраняя при этом допустимое превышение номинальных оборотов коленчатого вала двигателя. Динамические качества скоростного автомобиля задаются в зависимости от назначения автомобиля для кольцевых гонок или для рекордного заезда и от характера предполагаемых состязаний, т.е. на короткую или длинную дистанцию. Если автомобиль подготавливается к шоссейно кольцевым гонкам, которые будут проводиться в условиях пересеченной местности или на горных дорогах, то в этом случае автомобиль должен располагать большим запасом тяги для быстрого разгона, что очень важно для получения высокой средней технической скорости движения.
У автомобиля, предназначаемого для заездов на установление рекордов скорости на прямолинейном коротком участке дороги, когда способность быстро разгоняться не имеет первостепенного значения, следует обеспечить только возможно высокую скорость движения и надежную работу двигателя на этой скорости и оборотах в течение продолжительного времени. В зависимости от того, к какому из перечисленных состязаний готовится автомобиль, и выбирается то или иное передаточное число главной передачи. Выбор необходимого передаточного числа главной передачи требует проведения расчетной работы и экспериментов на дороге. Теоретически передаточное число главной передачи должно быть таким, чтобы суммарная кривая мощности, идущей на преодоление всех сопротивлений движению автомобиля, пересекала кривую мощности двигателя в точке наивыгоднейшего значения последней.
Однако практически в связи с тем, что даже на пути в один километр сопротивления движению не строго одинаковы (качество покрытия дороги, порывы ветра и др.), то и для скоростных состязаний на короткие дистанции необходимо обеспечивать некоторый запас тяги при движении автомобиля с максимальной скоростью. Это достигается выбором такого передаточного числа главной передачи, при которой пересечение кривой сопротивлений с кривой мощности двигателя происходит при скорости вращения коленчатого вала, несколько большей, чем та, которая соответствует максимальной мощности.
В зависимости от вида состязания и дорожных условий, указанное превышение номинальных оборотов может достигать от 5 до 15%, причем больший процент для автомобилей, работающих с переменным режимом. Последнее условие необходимо для того, чтобы при движении автомобиля с максимальной скоростью случайные повышения сопротивления, снижая скорость движения и обороты двигателя, не приводили к падению мощности, а наоборот, увеличивали ее, приближая к максимальной, т.е. выводили работу двигателя на перегиб мощности.
Практика подбора передаточных чисел для главных передач показывает, что достаточно изменить величину, даже на одну или две десятых, как заметно изменятся динамические качества автомобиля. Поэтому изменять число при подборе следует постепенно. Влияние величины передаточного числа на динамические качества автомобиля и работу двигателя можно проследить по свободному графику. Он наглядно показывает зависимость максимальной скорости от передаточного числа, изменение оборотов вала и динамического фактора, т.е. тяги, отнесенной к весу автомобиля.
На скоростные автомобили, готовящиеся к шоссейно кольцевым гонкам, трассы которых обычно пролегают в пересеченной местности с большим количеством подъемов, спусков и поворотов, вызывающих необходимость в частых снижениях скорости и разгонах, рекомендуется устанавливать коробки передач с четырьмя или пятью передачами. Число промежуточных ступеней в коробке и их передаточные числа оказывают большое влияние на способность автомобиля разгоняться, а также на получение наивысшей скорости на подъемах. Выбранные передаточные числа ступеней должны обеспечивать автомобилю достижение максимальной скорости в наикратчайшее время. При этом в движении на каждой передаче желательно использование наибольшей мощности двигателя (в среднем). Иначе говоря, обороты двигателя, с которых начинается разгон на любой передаче, должны быть по возможности ближе к оборотам максимальной мощности. Обычно зависимость между передаточными числами у промежуточных передач в быстроходных автомобилях выражается геометрической пропорцией, с некоторым отклонением для высоких ступеней — близких к прямой передаче, величины которых бывают сближены.
Особенно большое значение для скоростного автомобиля имеет подбор передаточного отношения для передачи, следующей за прямой (четвертой или третьей), так как именно эти передачи чаще всего используются при разгонах после частичного замедления или на подъемах. В большинстве случаев эти передаточные отношения бывают в пределах 1,25–1,35, не более, а при наличии в коробке пяти передач для переднего хода четвертая имеет еще более близкое значение к прямой, например 1,09–1,20.
Работая над контролем и подготовкой агрегатов силовой передачи скоростного автомобиля, надо помнить, что главные потери в коробках передач и редукторах задних мостов составляются из сил, идущих на взбалтывание масла. Следовательно, чем масла больше и чем оно гуще, тем выше потери. Это, однако, совсем не означает, что можно снижать уровень масла против нормы, заданной конструкцией агрегата.
Устойчивость гоночного автомобиля, участвующего в гонках по кольцевой трассе, имеет решающее значение для успеха. Устойчивый автомобиль позволяет гонщику полнее использовать всю мощность двигателя, развивать наибольшую скорость на поворотах, применять более интенсивное торможение, подходя к препятствию, и тем самым увеличивать среднюю скорость прохождения круга. Хорошая устойчивость автомобиля упрощает управление им, снимая излишнее напряжение у спортсмена во время гонки.
К качеству «устойчивость» тесно примыкает качество «управляемость», т.е. способность автомобиля держать заданное гонщиком направление. Устойчивость и управляемость автомобиля в большой степени зависят от конструкции узлов ходовых механизмов, а также и от общей компоновки всего шасси. Однако и спортсмен, подготавливающий к скоростным состязаниям серийный автомобиль, имеет возможность улучшить его устойчивость и управляемость.
