Проектирование легкового автомобиля с разработкой сцепления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

"Воронежский государственный лесотехнический университет

им. Г.Ф. Морозова"

Кафедра автомобилей и сервиса

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Автомобили

тема проекта: Проектирование легкового автомобиля с разработкой сцепления

Выполнил: студент РЭ2-131-ОБ группы

Клейменова И.С.

Проверил: к.т.н. доцент Дорохин С.В.

Воронеж 2015

Реферат

Курсовой проект содержит 43 страниц машинописного текста, 11 графиков, 3 чертежа формата А1, 4 использованных литературных источников.

Основной задачей проектирования автомобиля является расчет тягово-эксплуатационных свойств и разработка существующих конструкций узлов и механизмов автомобиля. В данном курсовом проекте в соответствии с заданием разрабатывается сцепление.

В расчет тягово-эксплуатационных свойств автомобиля входят: определение весовых параметров автомобиля, подбор шин, определение максимальной и стендовой мощности двигателя, расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя, определение передаточного числа главной передачи и передаточных чисел коробки передач, тяговый баланс, мощностной баланс, динамическая характеристика автомобиля, ускорение автомобиля, поперечная устойчивость автомобиля на горизонтальной дороге.

При проектировании узла автомобиля производится его расчет и выполняется его сборочный чертеж.

Введение

Пятидверный хэтчбек Лада 1119 Калина - модель семейства "Калина".

Просторный довольно удобный салон с отделкой высококачественного пластика, удобные сидения и достойная шумоизоляция, всё это придаёт комфорт в управлении и доставляет удовольствие от поездки.

Климат - контроль, система безопасности, автозвук все эти данные делают автомобиль достойным представителем B класса.

Лада Калина хэтчбек заметно отстает по размерам от своих собратьев седана и универсала. Но это не минус этой машины, а даже плюс. Ведь покупают калину в кузове хэтчбек те люди, которым нечего возить в багажнике, поэтому он им попросту не нужен. Уменьшенная длина автомобиля позволяет с легкостью парковаться в тесных дворах. Что касается технических характеристик Лада Калина хэтчбек, то они абсолютно такие же как и седана или универсала. Хотя отличие есть... Более меньший вес машины, поэтому многим кажется что Лада Калина хэтчбек гораздо шустрее при том, что двигатели стоят теже -- объемом 1,4 и 1,6 литра.

1. Расчет оценочных показателей тягово-скоростных свойств

Тяговый расчет автомобиля ведется в следующем порядке:

- определение полного веса автомобиля;

- подбор шин;

- определение максимальной мощности двигателя (скорости);

- определение передаточного числа главной передачи;

- определение передаточных чисел коробки передач и дополнительной коробки.

1.1 Определение весовых параметров автомобиля

Сила тяжести автомобиля определяется по формуле

, Н (1.1)

где mо - масса снаряженного автомобиля,m0=1080 кг,

g - ускорение свободного падения, g=9.81 м/с2 .

Н.

Сила тяжести полностью груженого автомобиля Ga определяется по следующей формуле:

Для легковых автомобилей:

, Н (1.2)

где Go - сила тяжести автомобиля в снаряженном состоянии, G0=10594,8Н,

Gб - сила тяжести багажа, Gб=70кг,

n - число пассажиров, включая водителя,n=5.

Н.

Распределение силы тяжести по осям полностью груженого автомобиля можно приближенно определить по следующим зависимостям:

(1.3)

Н.

Высота центра масс для легкового автомобиля

(1.4)

где L - база автомобиля, L=2,47 м (берется по прототипу).

м.

1.2 Подбор шин

Для подбора шин необходимо определить нагрузку, приходящуюся на наиболее нагруженное колесо автомобиля.

По величине рассчитанной нагрузки, заданной максимальной скорости движения автомобиля Vmax и типу автомобиля по справочнику [4] выбирается шина.

При тяговых расчетах можно принять допущение, что

м (1.5)

где rд - динамический радиус колеса, м; rк - радиус качения колеса, м; rст - статический радиус колеса, м.

м.

1.3 Определение максимальной и стендовой мощности двигателя

Если задана максимальная мощность двигателя Nemax, то необходимо с учетом работы ограничителя определить максимальную скорость, которую будет в заданных дорожных условиях развивать автомобиль.

Задача решается графическим методом в следующей последовательности.

Определяется потребная мощность двигателя

, кВт (1.6)

где a=b=c=1 - коэффициент для построения внешней скоростной характеристики; ?=1,1 - коэффициент ограничителя оборотов.

кВт.

С учетом потерь в трансмиссии определяются необходимые затраты мощности двигателя для преодоления воздушных и дорожных сопротивлений.

,кВт (1.7)

где для легковых автомобилей м2 - лобовая площадь автомобиля.

где Bг, Hг - соответственно габаритные ширина и высота автомобиля,Вг=1,875 м, Нг=1,42м.

м2

Суммарное дорожное сопротивление при движении с максимальной скоростью определяется соответствующим образом.

 (1.8)

kв=0,3 - коэффициент обтекаемости для легкового автомобиля с закрытым кузовом;

f0 =0,06 - коэффициент сопротивления качению,

В момент достижения равенства автомобиль будет развивать максимальную скорость. Обнаружение этой точки удобно производить графически по рис. 1.1.

Таблица 1.1 - Данные для определения максимальной скорости автомобиля

Va		Nд+Nв
0	0,06	0
5	0,061	4,59
10	0,064	9,70
15	0,069	15,84
20	0,076	23,51
25	0,085	33,24
30	0,096	45,54
35	0,109	60,91
40	0,124	79,88
45	0,141	102,95



Рис.1.1 - Схема к определению максимальной скорости автомобиля

Максимальная скорость равна 43 м/с.

1.4 Внешняя скоростная характеристика двигателя

После определения максимальной мощности двигателя Nemax производятся расчеты для построения внешней скоростной характеристики двигателя.

На первичном этапе выбирается угловая скорость N вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности двигателя. Обычно угловая скорость N коленчатого вала при Nemax находится в пределах:

Карбюраторные двигатели легковых автомобилей N = 500580 с-1

Карбюраторные двигатели грузовых автомобилей N = 270500 с-1

Дизельные N = 210320 с-1

Меньшие угловые скорости N относятся к двигателям большого литража.

Выбрав угловую скорость N, задаются промежуточными значениями угловых скоростей в интервале от min до max.

.

.

Текущие значения мощности определяют по эмпирической зависимости

Лейдермана-Красикова:

,кВт.

Зная текущее значение мощности Ne двигателя, соответствующие текущим значениям угловой скорости вращения его коленчатого вала, по формуле

,Нм

определяются текущие значения крутящего момента.

Полученные значения заносят в таблицу 1.2, и на их основе строится график внешней скоростной характеристики двигателя.

Таблица 1.2 - Данные для построения внешней скоростной характеристики двигателя

?, с-1	Ne, кВт	Mk, Hм
116,0	23,2	200
220,4	46,953	213,0345
324,8	69,798	214,8966
429,2	88,238	205,5862
533,6	98,771	185,1034
638,0	97,9	153,4483



Рис.1.2 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

1.5 Определение передаточного числа трансмиссии

Передаточное число главной передачи Uo определяется из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля на высшей передаче в коробке передач по формуле:

,

где uкв- передаточное число коробки передач на высшей передаче; uдв- передаточное число дополнительной коробки на высшей передаче.

Если высшей является прямая передача, то uкв=1,0, если же высшей является ускоряющая передача, то ее передаточным числом следует предварительно задаться. Передаточное число ускоряющей передачи для грузовых автомобилей выбирается в пределах uкв= 0,70,85.

Если на автомобиле есть дополнительная коробка передач, то передаточное число uдв 1. Обычно дополнительная коробка передач устанавливается на автомобилях повышенной проходимости или большегрузных. В этом случае uдв= 1,31,5.

Для получения достаточного дорожного просвета и простой конструкции главной передачи не рекомендуется превышать следующие значения передаточных чисел главной передачи:

- грузовые автомобили с массой груза до 45 т, u0 - не более 7;

- тяжелые грузовые автомобили, u0- не более 10.

.

1.6 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число u1 первой передачи коробки передач определяется из условия преодоления заданного максимального дорожного сопротивления по формуле:

где - угол подъема, i - продольный уклон дороги.

Рассчитанное значение u1 проверяется по условию сцепления колес с дорогой по формуле :

где mв - коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса; mв=1,11,3 - для автомобиля с ведущими задними колесами; mв = 0,70,9 - для автомобиля с ведущими передними колесами; Gвщ - масса, приходящаяся на ведущие колеса.

По выбранному uк1 и известному uк =1,0 для прямой передачи, определяются промежуточные передаточные числа коробки передач с «n» ступенями, не считая ускоряющую и передачу заднего хода, по формуле:

где n- число ступеней коробки передач (не считая ускоряющей и заднего хода);

k - порядковый номер рассчитываемой передачи.

2. Расчет показателей тяговой динамики автомобиля

тормозной скоростной сцепление двигатель

В данной части курсового проекта выполняются расчеты, необходимые для построения следующих графиков:

* Тягового (силового) баланса.

* Мощностного баланса.

* Динамического паспорта.

* Ускорений автомобиля при разгоне.

* Времени и пути разгона автомобиля.

2.1 Тяговой баланс

График тягового (силового) баланса автомобиля строится на основании уравнения

,

где Рт - тяговая сила на ведущих колесах, Н; Рд - сила дорожного сопротивления, Н;

Рв - сила сопротивления воздуха, Н; Рu - сила инерции, Н.

Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля для «n»-ной передачи в коробке передач, в свою очередь, определяется по выражению:

,

где uкn - передаточное число «n»-й передачи в коробке передач.

Скорость движения автомобиля для «n»-й передачи в коробке передач определяется по формуле:

, м/с.

Используя данные табл. 1.2, определяются, соответственно, значения тяговой силы Pт на ведущих колесах автомобиля и скорости его движения Vа на всех передачах при изменении угловой скорости коленчатого вала двигателя от min до v. Полученные данные сводятся в табл. 2.1, на основании данных которой строится тяговая характеристика автомобиля, то есть график зависимости Pт =f(Vа) при движении на всех передачах (кривая Pт на рис. 2.1).

Сила дорожного сопротивления при этом определяется по формуле

, Н,

где - коэффициент дорожного сопротивления, который при построении графика тягового баланса здесь принимается равным коэффициенту сопротивления качению f .

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле

, Н

где kв и F соответственно коэффициент фронтального аэродинамического сопротивления и лобовая площадь автомобиля; Va - скорость автомобиля, м/с.

Сила Рв определяется для скоростей движения автомобиля на высшей передаче, так как при малых скоростях движения она мала.

Таблица 2.1 - Показатели тягового баланса автомобиля

?	V1	V2	V3	V4	V5
116,0	3,55	4,29	5,18	6,25	7,82
220,4	6,75	8,15	9,84	11,88	14,85
324,8	9,95	12,01	14,50	17,51	21,89
429,2	13,14	15,87	19,16	23,14	28,93
533,6	16,34	19,73	23,83	28,77	35,96
638,0	19,54	23,59	28,49	34,40	43,00
Pt1	Pt2	Pt3	Pt4	Pt5	Pb5	Рв5+Рд
5878,0	4867,8	4031,2	3338,4	2670,7	41,8	943,7
6261,0	5185,0	4293,9	3555,9	2844,8	151,0	1052,9
6315,8	5230,3	4331,4	3587,0	2869,6	328,0	1229,8
6042,1	5003,7	4143,8	3431,6	2745,3	572,7	1474,6
5440,1	4505,2	3730,9	3089,7	2471,8	885,3	1787,1
4509,8	3734,7	3092,9	2561,3	2049,1	1265,5	2167,4

Рис.2.1 - График тягового (силового) баланса автомобиля

2.2 Мощностной баланс

График мощностного баланса автомобиля строится в координатах N-V на основании уравнения

, кВт,

где Nk - тяговая мощность на ведущих колесах, кВт; Nд- мощность, затрачиваемая на преодоление дорожного сопротивления, кВт; Nв- мощность, затрачиваемая на преодоление воздушного сопротивления, кВт; Nu- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Мощность Nu берется со знаком «+» при ускоренном движении и со знаком «-» при замедленном движении.

Мощность дорожного сопротивления:

, кВт.

Мощность, затрачиваемая на преодоление воздушного сопротивления:

, кВт.

Построение графика мощностного баланса ведется в последовательности, аналогичной построению графика тягового баланса. Все значения и результаты расчетов, необходимые для построения графика мощностного баланса сводятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Показатели мощностного баланса автомобиля

w	V1	V2	V3	V4
116,0	3,55	4,29	5,18	6,25
220,4	6,75	8,15	9,84	11,88
324,8	9,95	12,01	14,50	17,51
429,2	13,14	15,87	19,16	23,14
533,6	16,34	19,73	23,83	28,77
638,0	19,54	23,59	28,49	34,40
Ne	Nk	Nb	Nд	Nв+Nд
23,20	20,88	0,33	7,05	7,38
46,95	42,26	2,24	13,40	15,64
69,80	62,82	7,18	19,74	26,92
88,24	79,41	16,57	26,09	42,66
98,77	88,89	31,84	32,43	64,27
97,90	88,11	54,42	38,78	93,20

Рис.2.2.1 - График мощностного баланса автомобиля

2.3 Динамический паспорт автомобиля

Построение динамического паспорта необходимо начинать с построения динамической характеристики D=f(V).

Вычисление динамического фактора удобно производить табличным способом, используя данные силового баланса.

Результаты расчета значений динамического фактора на отдельных передачах сводятся в табл. 2.3.

Скорость движения автомобиля V на передачах и соответствующие значения силы тяги Рm принимаются из табл.2.1 тягового баланса.

Сила сопротивления воздуха при движении автомобиля определяется по формуле

, Н.

Так как при изменении массы автомобиля изменяется и динамический фактор, то для его определения слева от динамической характеристики строится номограмма нагрузки в процентах (масштаб -1мм:1 % нагрузки).

С этой целью влево от начала координат на продолжении оси абсцисс откладывается отрезок 100 мм. На этом отрезке откладывается масса автомобиля в кг: слева - снаряженная, справа - полная, соответствующая 100 % загруженности заданного автомобиля.

Из точки, означающей нулевую загрузку, проводится вертикальная ось, на которую наносятся значения динамического фактора D0 порожнего автомобиля.

Масштаб а0 для шкалы D0 находится по формуле:

где а- масштаб динамического фактора D при полной загрузке автомобиля.

После этого одинаковые значения D и D0 соединяются сплошными линиями (то есть точки, соответствующие D=0,1 при Н=0 и при Н=100 %, соединяются сплошной прямой. Далее таким же образом соединяются точки, соответствующие D=0,2; 0,3; и т.д.). Для определения возможности буксования колес при различных нагрузках строится график контроля буксования, совмещаемый при построении с номограммой нагрузок. Динамический фактор по сцеплению определяется по следующим формулам:



где -динамический фактор по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой; Do - динамический фактор по сцеплению для порожнего автомобиля; Gовщ ,Gвщ-соответственно масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля в порожнем и полностью груженом состоянии, Н. (Gовщ- берется из справочника).

Таблица 2.3 - Показатели динамической характеристики автомобиля

V1	V2	V3	V4	V5	Pt1	Pt2	Pt3	Pt4	Pt5
3,55	4,29	5,18	6,25	7,82	5878,0	4867,8	4031,2	3338,4	2670,7
6,75	8,15	9,84	11,88	14,85	6261,0	5185,0	4293,9	3555,9	2844,8
9,95	12,01	14,50	17,51	21,89	6315,8	5230,3	4331,4	3587,0	2869,6
13,14	15,87	19,16	23,14	28,93	6042,1	5003,7	4143,8	3431,6	2745,3
16,34	19,73	23,83	28,77	35,96	5440,1	4505,2	3730,9	3089,7	2471,8
19,54	23,59	28,49	34,40	43,00	4509,8	3734,7	3092,9	2561,3	2049,1
Pв1	Рв2	Рв3	Рв4	Рв5	D1	D2	D3	D4	D5
8,64	12,59	18,36	26,78	41,84	0,39	0,32	0,27	0,22	0,17
31,18	45,46	66,29	96,66	151,03	0,41	0,34	0,28	0,23	0,18
67,71	98,73	143,96	209,92	328,00	0,42	0,34	0,28	0,22	0,17
118,24	172,40	251,39	366,55	572,74	0,39	0,32	0,26	0,20	0,14
182,75	266,48	388,56	566,56	885,26	0,35	0,28	0,22	0,17	0,11
261,26	380,95	555,47	809,95	1265,55	0,28	0,22	0,17	0,12	0,05



Рис.2.3 - Динамический паспорт автомобиля

При расчете и значения ? принимаются от 0,1 до 0,8. Значения откладываются на шкале D, а значения на шкале Dо. Точки с одинаковыми значениями коэффициентов сцепления соединяются штриховыми линиями.

Масштаб "b" номограммы по оси D при полной нагрузке автомобиля (длина отрезка в мм, соответствующая ? = 0,1) определяется из выражения

где а- масштаб динамического фактора D при полной нагрузке автомобиля, ао- масштаб динамического фактора Dо порожнего автомобиля.

Отрезки в масштабе "bо" и " b" соединяются штриховыми линиями, и каждая из них обозначается соответствующим значением коэффициента сцепления ?.

2.4 Ускорение автомобиля

График ускорений автомобиля при разгоне jа=f(V) строится для полностью груженого автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием в хорошем состоянии.

Величина ускорения автомобиля определяется по формуле

, м/с2 ,

где D - динамический фактор автомобиля (табл. 2.3); ? - суммарный коэффициент сопротивления движению автомобиля. В данном случае принимается равным коэффициенту сопротивления качению, т.е. ? = fV; g- ускорение свободного падения тела, g=9,81 м/с2; вр- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент учета вращающихся масс определяется для каждой передачи по формуле

,

где - передаточное число коробки передач.

Подсчет ускорений удобно вести табличным методом, используя данные динамического паспорта автомобиля.

Таблица 2.4 - Данные для расчета ускорений

?	V1	V2	V3	V4	V5	D1	D2	D3	D4	D5
116,0	3,55	4,29	5,18	6,25	7,82	0,39	0,32	0,27	0,22	0,17
220,4	6,75	8,15	9,84	11,88	14,85	0,41	0,34	0,28	0,23	0,18
324,8	9,95	12,01	14,50	17,51	21,89	0,42	0,34	0,28	0,22	0,17
429,2	13,14	15,87	19,16	23,14	28,93	0,39	0,32	0,26	0,20	0,14
533,6	16,34	19,73	23,83	28,77	35,96	0,35	0,28	0,22	0,17	0,11
638,0	19,54	23,59	28,49	34,40	43,00	0,28	0,22	0,17	0,12	0,05
J1	J2	J3	J4	J5
2,71024	2,2486	1,822555	1,44142	1,05038
2,90695	2,4103	1,948392	1,52976	1,08983
2,91688	2,4058	1,924875	1,4806	0,99732
2,74002	2,235	1,752002	1,29395	0,77285
2,37638	1,8979	1,429775	0,9698	0,41642
1,82595	1,3946	0,958192	0,50816	-0,072

Рис.2.4 - График ускорений автомобиля

2.5 Время и путь разгона автомобиля

Время разгона автомобиля определяется с использованием графика ускорений (рис.2.4). С этой целью кривые ускорений разбиваются на ряд участков ?V. При этом предполагается, что на каждом участке от V1 до V2, от V2 до V3 и так далее. Автомобиль разгоняется с постоянным средним ускорением:

, м/с2,

где jн, jк- соответственно, ускорение в начале и конце участка, м/с2.

При изменении скорости на участке от Vк (скорость в конце участка) среднее ускорение равно приращению скорости ?V, деленному на время ti движения на участке:

, м/с2.

Для получения допускаемой точности расчетов интервал скоростей должен находиться в пределах от 0,50,8 м/с на 1-й передаче до 2,84,2 м/с - на высшей передаче; 1,42,8 м/с - на промежуточных передачах.

Время движения автомобиля на каждом участке определяется по формуле:

, с.

Скорость начала разгона автомобиля на каждой последующей передаче определяется так

, м/с,

где Vn- конечная скорость, достигнутая автомобилем при его разгоне на предыдущей передаче, м/с; Vпер- снижение (потеря) скорости в процессе переключения передачи, м/с.

Точки пересечения или окончания кривых ускорений на различных передачах определяют скорости, при которых следует производить переключение передач, чтобы интенсивность разгона была максимальной.

Время переключения передач tпер в среднем составляет:

- для передач без синхронизатора - tпер=24 с;

- для передач с синхронизаторами - tпер=12 с;

- для полуавтоматической трансмиссии - tпер=0,5 с.

Снижение скорости за время переключения передач определяется по формуле

,м/с.

Время переключения передач принимаем равным 2с, тогда снижение скорости будет равно:

м/с.

Общее время разгона получается путем суммирования промежутков времени разгона на отдельных участках

,с.

Путь разгона на участке Si определяется при помощи графика (рис.2.5) времени разгона по формуле

, м,

где ?Vср- средняя скорость на участке в м/с.

, м/с.

Расчет пути разгона производится по тем же участкам по скорости, что и при расчете времени разгона.

Общий вид пути разгона определяется суммированием промежутков пути разгона на участках

, м.

Путь пройденный автомобилем за время переключения передач, определяется по выражению

, м

где Vн - скорость в начальный момент переключения передач, м/с.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Данные для построения графика времени и пути разгона

Первая передача

№ точки	V, м/с	j, м/		, м/	t, с	, м/с	, м	, с
1	3,55	2,71						0	0
			4	2,81	1,418	5,55	7,87
2	7,55	2,93						1,418	7,87
			4	2,89	1,383	9,55	13,2
3	11,55	2,85						2,8	21
			4	2,67	1,498	13,54	20,2
4	15,55	2,48						4,3	41,36
			4	2,15	1,854	17,54	32,52
5	19,55	1,83						6,15	73,87

Вторая передача

№ точки	V, м/с	j, м/		, м/	t, с	, м/с	, м	, с
6	18,54	2						7,15	93,4
			1,26	1,945	0,65	19,17	12,45
7	19,8	1,89						7,8	105,9
			1,26	1,76	0,718	20,43	14,67
8	21	1,63						8,5	120,5
			1,26	1,575	0,8	21,7	17,4
9	22,3	1,52						9,3	137,9
			1,26	1,457	0,867	22,96	19,9
10	23,6	1,39						10,2	157,8

Третья передача

№ точки	V, м/с	j, м/		, м/	t, с	, м/с	, м	, с
11	22,6	1,52						11,2	181,4
			1,474	1,475	0,99	23,3	23,3
12	24	1,43						12,19	204,8
			1,474	1,335	1,1	24,8	27,4
13	25,5	1,24						13,29	232,1
			1,474	1,175	1,25	26,28	32,96
14	27	1,11						14,55	265,1
			1,474	1,034	1,425	27,75	39,5
15	28,5	0,96						15,9	304,6

Четвёртая передача

№ точки	V, м/с	j, м/		, м/	t, с	, м/с	, м	, с
16	27,5	1						16,9	333,1
			1,728	0,955	1,8	28,35	51,3
17	29,2	0,91						18,8	384,4
			1,728	0,815	2,12	30	63,7
18	30,9	0,72						20,9	448,2
			1,728	0,615	2,8	31,81	89,4
19	32,6	0,51						23,7	537,6
			1,728	0,5	3,42	33,54	114,7
20	34,4	0,5						27,1	652,3

Пятая передача

№ точки	V, м/с	j, м/		, м/	t, с	, м/с	, м	, с
21	33,4	0,76						28,13	686,7
			1,2	0,588	2	34,6	70,5
22	35,8	0,42						30,17	757,3
			1,2	0,338	3,55	37	131,3
23	38,2	0,26						33,7	888,6
			1,2	0,195	6,15	39,4	242,4
24	40,6	0,13						39,9	1131
			1,2	-0.01	12	41,8	501,6
25	43	-0,07						51,9	1632

Рис.2.5 - График времени разгона автомобиля



Рис.2.6 - График пути разгона автомобиля

3. Тормозная динамика автомобиля

Для построения диаграммы торможения необходимо определить остановочный и тормозной путь, полное время и безопасное расстояние до препятствия.

Полное время, необходимое для остановки автомобиля определяем по формуле

, с,

где tр - время реакции водителя, равное 0,51,3 с;

tрт - время сбрасывания тормозного привода:

- для гидравлического привода - 0,10,2 с;

- для пневматического привода - 0,40,8 с;

tн -время нарастания замедления - 0,50,6 с;

tуст - время движения с установившимся замедлением;

Vо - скорость автомобиля в начале торможения, км/ч;

КЭ - коэффициент эффективности действия тормозов:

- для грузовых автомобилей с максимальной массой до 10т КЭ - 1,51,6;

- для грузовых автомобилей с максимальной массой свыше 10т КЭ - 1,61,8;

- для легковых автомобилей КЭ - 1,11,2.

Установившееся замедление определяется по формуле:

, м/.

Время движения автомобиля с установившимся замедлением

, с.

Для оценки эффективности рабочей тормозной системы, определяется тормозной путь

, м.

Минимально допустимые значения тормозного пути при начальной скорости 40 км/ч на горизонтальной дороге с сухим и чистым покрытием нормированы Правилами дорожного движения.

Остановочный путь - расстояние S0, на котором можно остановить автомобиль, движущийся со скоростью V0, определяется по формуле

, м.

Безопасность можно обеспечить только в том случае, если остановочный путь автомобиля меньше расстояния Sa до препятствия и расстояние а = 0,5...1,0 м.

, м.

Диаграмма торможения строится для двух режимов движения.

Скорость автомобиля в начале торможения примем равной = 40 км/ч при = 0,7.

с,

 м/,

с,

с,

м,

м.

Аналогично определяем остановочный тормозной путь, полное время и безопасное расстояние до препятствия для скорости = 60 км/ч и = 0,2.

с,

м/,

с,

с,

м,

м.



Рис.3.1 - Диаграмма торможения автомобиля при = 40 км/ч, = 0,7

Рис.3.2 - Диаграмма торможения автомобиля при = 60 км/ч, = 0,2

4. Поперечная устойчивость автомобиля на горизонтальной дороге

Если на автомобиль действуют поперечные силы, то возможны два вида потери устойчивости боковое скольжение части или всех его осей и опрокидывание в поперечной плоскости.

4.1 Критические скорости по боковому скольжению

Если считать, что продольной силой, действующей на каждое из колес автомобиля, можно пренебречь, то предельную скорость Va, движении по дуге окружности с заданным радиусом R без бокового скольжения определим из следующего выражения:

где Кп - коэффициент продольной силы;

, если .

Для ведомого колеса можно принять .

Для ведущего колеса Кп находиться в пределах

.

Граничные значения продольной реакции следует принимать по тяговой характеристике, т.е.

,

где - минимальное значение тяговой силы на высшей передаче; - максимальное значение тяговой силы на первой передаче.

.

.

.

Примем =0,7 и R=60 м, результаты расчетов сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Критические скорости по боковому скольжению

Кп	Vaф1
0,3	19,28
0,35	18,88
0,4	18,38
0,45	17,75
0,5	16,97
0,55	15,95
0,6	14,56
0,65	12,36

Аналогично при =0,08, результаты расчетов сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Критические скорости 2 по боковому скольжению

Кп	Va2
0,01	2,72
0,03	2,54
0,05	2,14
0,07	1,33



Рис. 4.1 - Влияние тяговой силы на критическую скорость движения автомобиля по условию бокового скольжения.

4.2 Критическая скорость по опрокидыванию

Устойчивость автомобиля по поперечному прокладыванию при его круговом движении принять характеризовать критической скоростью.

, м/с.

где В - колея передних или задних колес автомобиля, м;

Hg - высота центра масс, м.

Обычно при определении условий опрокидывания автомобиля считают

.

м/с.

Из рассмотренных выше двух видов потери устойчивости: опрокидывания и бокового скольжения - первый является наиболее опасным.

4.3 Критические углы по устойчивости автомобиля на дороге с поперечным уклоном

1. Критический угол по боковому скольжению автомобиля определяется по формуле

.

.

2. Критический угол по поперечному опрокидыванию

.

.

5. Сцепление автомобиля

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Оно предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления: фрикционное, гидравлическое, электромагнитное.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. В зависимости от количества дисков различает следующие виды фрикционного сцепления: однодисковое, двухдисковое и многодисковое.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Конструкция однодискового сцепления включает маховик, нажимной и ведомый диски, диафрагменную пружину, подшипник выключения сцепления с муфтой и вилкой. Все конструктивные элементы сцепления размещаются в картере. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.

5.1 Сцепление автомобиля ВАЗ-1119

Сцепление -- однодисковое, сухое, с центральной пружиной диафрагмен-ноготипа. Расположено в алюминиевом картере, конструктивно объединенном с коробкой передач и прикрепленном к блоку цилиндров двигателя.

Кожух сцепления соединен шестью болтами с маховиком двигателя. В маховике имеются три штифта, которые при установке сцепления входят в соответствующие отверстия кожуха, центрируя его. Тремя парами упругих стальных пластин кожух соединен с нажимным (ведущим) диском. Этот узел (еще его называют корзиной сцепления) в сборе балансируют на стенде, поэтому заменяют целиком. Замена корзины необходима при кольцевом износе лепестков нажимной пружины на глубину более 0,8 мм, а также при большом износе поверхности нажимного диска или «осадке» пружины.

Ведомый диск с пружинным демпфером крутильных колебаний расположен на шлицах первичного вала коробки передач между маховиком и нажимным диском. Ведомый диск заменяют при его осевом биении в зоне фрикционных накладок более 0,5 мм, замасливании, растрескивании, задирах или неравномерном износе накладок, ослаблении заклепочных соединений, а также в том случае, если головки заклепок углублены от поверхности накладки менее чем на 0,2 мм.



Сцепление и его привод: 1 -- трос привода сцепления; 2 -- оболочка троса; 3 -- нижний наконечник оболочки троса; 4 -- защитный чехол; 5 -- поводок; б -- рычаг вилки; 7 -- направляющая втулка подшипника; 8 -- подшипник выключения сцепления; 9 -- кожух сцепления; 10 -- нажимная пружина; 11 -- нажимной (ведущий) диск сцепления; 12 -- маховик; 13 -- фрикционные накладки ведомого диска; 14 -- ведомый диск; 15 -- пружина демпфера; 16 -- демпфер крутильных колебаний; 17 -- ступица ведомого диска; 18 -- пружина; 19 -- зубчатый наконечник троса; 20 -- корпус механизма автоматической регулировки длины троса; 21 -- распорная втулка; 22 -- кронштейн оболочки троса; 23 -- картер сцепления; 24-- первичный вал коробки передач.

Рис. 5.1- Сцепление и привод автомобиля ВАЗ-1119

5.2 Возможные неисправности сцепления

Таблица 5.1 - Возможные неисправности сцепления и способы их устранения

Причина неисправности	Метод устранения
Неполное выключение сцепления (сцепление "ведет")
Недостаточно полный ход педали сцепления	Отрегулируйте привод сцепления
Коробление ведомого диска (торцевое биение более 0,5 мм)	Выправьте или замените диск
Заедание ступицы ведомого диска на шлицах первичного вала	Очистите шлицы, промойте уайт-спиритом. При износе шлицев замените первичный вал или ведомый диск
Перекос или коробление нажимного диска	Замените кожух сцепления в сборе с нажимным диском и пружиной
Ослабление заклепок или поломка фрикционных накладок ведомого диска	Замените накладки, проверьте торцевое биение диска
Повреждение или заедание привода сцепления	Устраните причины, вызывающие заедание. Замените поврежденные детали
Неполное включение сцепления (сцепление "буксует")
Повышенный износ или пригорание фрикционных накладок ведомого диска	Замените фрикционные накладки или ведомый диск в сборе
Замасливание фрикционных накладок ведомого диска, поверхностей маховика и нажимного диска	Тщательно промойте уайт-спиритом замасленные поверхности, замените изношенные или поврежденные сальники коробки передач и двигателя. Проверьте отсутствие течи масла через болты крепления маховика
Рывки при работе сцепления
Замасливание фрикционных накладок ведомого диска, поверхностей маховика ваз 1119 и нажимного диска	Тщательно промойте уайт-спиритом замасленные поверхности, замените изношенные или поврежденные сальники коробки передач и двигателя.
Заедание в приводе сцепления	Устраните причины, вызывающие заедание. Замените поврежденные детали
Повреждение поверхности или коробление нажимного диска ваз 1119	Замените кожух сцепления в сборе с нажимным диском ваз 1119
Повышенный шум при включении сцепления
Поломка пружин демпфера ведомого диска	Замените ведомый диск в сборе
Повышенный шум при выключении сцепления
Износ, повреждение, утечка смазки из подшипника выключения сцепления	Замените подшипник

Библиографический список

1. Автомобили. Основы конструкции [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. Машин и трансп.-технол. Комплексов в качестве учеб. Для студентов вузов / В. К. Вахламов ; В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2004.-528с.

2. Автомобили. Эксплуатационные свойства [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. Машин и трансп.-технол. Комплексов в качестве учеб. Для студентов вузов / В. К. Вахламов ; В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2005.-240с.

3. Автомобили. Раздел Теория эксплуатационных свойств автомобиля [Текст] : метод. Указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 190702 - Орг. И безопасность движения/В. С. Волков, Ф. Ф. Фатхулин, В. И. Прядкин, Б. С. Сазонов; Фед. Агенство по образованию , Гос. Образоват. Учреждение высш. Проф. Образования, Воронеж. Гос. Лесотехн. Акад. - Воронеж, 2006. -31 с. : ил.-Библиограф.: с. 29.

4. Автомобили. Конструкция и элементы расчета [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности “Автомобили и автомоб. хоз-во” направления подгот. “Эксплуатация наземного трансп. и трансп. оборудования” / В. К. Вахламов ; В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2006.-480с

Размещено на Allbest.ur