Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ конструкции автомобиля Chevrolet Lacetti

Введение

Наземные современные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок, поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые двигатели внутреннего сгорания являются основным главным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, дорожнотранспортных и строительных машин.

Дебют 5-дверного хэтчбэка Lacetti состоялся в 2003 году в Южной Корее, Европа увидела автомобиль значительно позже. Производство наладили на заводе Gunsan на западном побережье Южной Кореи. Но многие комплектующие для Lacetti поставляются из Европы. Так, ABS делает фирма Bosch, подушки безопасности и катализаторы - Siemens Automotive, автоматические КПП - ZF и Aisin Warner.

Кстати, Lacetti - имя не совсем выдуманное. Это производное от латинского lacertus, что означает «энергичный, сильный, юный».

Chevrolet Lacetti стал второй моделью, построенной на совершенно новой платформе J200 (первым был седан Nubira III). Данный автомобиль является характерным представителем гольф-класса. Выпускается в трёх вариантах исполнения кузова - седан, хэтчбек и универсал.

Вообще, нынешний Chevrolet Lacetti, который американцы начали продавать по всему Старому Свету, на самом деле является симбиозом двух моделей Daewoo - Lacetti и Nubira последнего поколения. Модель с кузовом универсал - это как раз Nubira, а седан и пятидверный хэтчбек - Lacetti. Но во внешности Chevrolet Lacetti нет ничего общего с той Nubira/Lacetti, которая появилась в 1997 году. Биодизайн с его округлыми формами и плавными линиями давно в прошлом. Теперь во главе угла, напротив, острые грани.

Дизайн Lacetti разрабатывался в Турине, в студии ItalDesign под руководством Giorgetto Giugiaro. Выглядит автомобиль достаточно динамично, но не эпатажно. Миндалевидные фары смотрятся достаточно спокойно, но автомобиль тут же «стреляет» агрессивной задней оптикой, заваленными вперед задними стойками кузова и великолепными 15 дюймовыми многоспицевыми дисками. В более дорогих комплектациях SX и CDX есть еще элегантный спойлер на крыше и противотуманные фары. В каждой линии кузова Lacetti чувствуются сила и мощь, выносливость и стойкость характера.

Оформление интерьера Lacetti тоже лишено всяческих изысков, но при этом весьма гармонично и современно. Взять хотя бы мультифункциональный руль с толстым, приятным на ощупь ободом или рычаг «автомата», инкрустированный псевдодеревом. В отделке салона широко используются вставки под алюминий. Такими же ободками обрамлены круглые дефлекторы обдува и приборы. Приборы легко читаются, эргономика водительского места на должном уровне. В базовой комплектации SE место CD-ресивера занимает небольшая полочка. В отделке использованы только качественные материалы, подгонка всех панелей максимально точная, светлые тона обивки выдержаны в одной гамме, и благодаря этому салон кажется ещё просторнее. Во всех комплектациях обшиты кожей рычаг КПП и обод руля, а в версии CDX - еще и сиденья. Наклон подушки переднего сиденья изменяется, а руль можно регулировать в двух направлениях, поэтому на месте водителя устраиваешься быстро и удобно.

Задним пассажирам: на глубоком диване комфортно и есть хороший запас пространства над головой. А поскольку база Chevrolet Lacetti (2600 мм) одна из самых больших в классе, то места для ног тоже достаточно. Багажный отсек поражает внушительным объёмом, который можно увеличить, сложив спинку заднего сиденья. Во всех комплектациях обшиты кожей рычаг КПП и обод руля, а в версии CDX - еще и сиденья.

Говоря о салоне, нельзя не сказать об его оснащении. Lacetti щеголяет неплохим списком базового оборудования. В стандартное оснащение комплектации SE входят кондиционер, усилитель руля, передние подушки безопасности, АBC, регулируемое по высоте водительское сиденье и CD-магнитола. В комплектации SX оборудование автомобиля дополняют система климат-контроля, боковые подушки безопасности для передних пассажиров, противотуманные фары, футляр для очков водителя, расположенный на потолочной панели над дверью. Для любителей роскоши есть и третья комплектация - CDX. В нее входят, помимо перечисленного, 15-дюймовые колесные диски, спортивные передние кресла с выраженной боковой поддержкой, а также подлокотник с держателями для стаканов. Словом, в салоне у Lacetti имеется все, чтобы завоевать расположение европейцев, привыкших к добротным интерьерам.

Обзор на хорошем уровне. Задние подголовники почти не заслоняют плоскость заднего стекла. Только в крутых поворотах передние стойки кузова попадают в сектор обзора.

Для Lacetti предлагаются только три бензиновых двигателя объемом 1,4 (93 л. с.), 1,6 (109 л. с.) и 1,8 л (122 л. с.). Базовый 93-сильный движок работает в паре лишь 5-ступенчатой механической КПП. К двум остальным еще предлагается 4-диапазонный «автомат» (для 1,6 - литрового Lacetti - производства Aisin, а для 1,8 - литрового - ZF).

Силовой агрегат мощностью 1,6 литра позволяет легко трогаться без подгазовки и спокойно ехать при низких оборотах двигателя. Но для уверенного разгона его приходится «закручивать» за 4000 об/мин.

Четыре дисковых тормозных механизма хорошо замедляют Lacetti. Даже на высоких скоростях автомобиль уверенно держит дорогу - никаких отклонений от курса. С ростом скорости руль наливается тяжестью, а в виражах упруго сопротивляется повороту. Двигателя объемом 1,6 л вполне хватает для размеренной езды.

Силовой агрегат объёмом 1,8 литра, как и его менее объемный собрат, очень «любит» высокие обороты и имеет схожие повадки. Но уже с поправкой на дополнительные 13 л.с. Поэтому он демонстрирует лучшую тягу, а автомобиль, соответственно, динамику.

Подвеска с кошачьей мягкостью и упругостью отрабатывает редкие неровности. И хотя подвеску по-спортивному жесткой не назовешь, крены кузова невелики и автомобиль цепко держит траекторию.

В заключении остается добавить, что Lacetti - прирожденная рабочая лошадка. Это надёжный представитель гольф-класса, которому есть чем блеснуть перед конкурентами.

1. Характеристика автомобиля

1.1 Цель разработки и область применения автомобиля

Chevrolet Lacetti - пятиместный легковой автомобиль малого класса с закрытым несущим пятидверным кузовом типа «хечбек». Устанавливается инжекторный двигатель с рабочим объемом 1,4 л.

Предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 40° до плюс 45 °С. Конструкция двигателя и применение высококачественных масел обеспечивают его надежный пуск при температуре минус 25° С.

Предназначен для перевозки пассажиров в количестве пяти человек, включая водителя, и грузов массой не более 400 кг (включая массу пассажиров), по любым дорогам кроме грунтовых дорог с глубокими колеями. Этот автомобиль условно обозначается колесной формулой 4X2.

1.2 Технические требования к автомобилю

Данные краткой эксплуатационно-технической характеристики представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Краткая эксплуатационно-техническая характеристика автомобиля Chevrolet Lacetti

№ п/п	Наименование данных	Ед. измерения	Условные обозначения	Данные по автомобилю принятому к расчету
1	2	3	4	5
	Общие данные
1	Тип автомобиля			легковой
2	Год выпуска			2005
3	Колесная формула			4X2
4	Грузоподъемность (пассажировместимость)	кН (пасс)		4,5
5	Собственный вес автомобиля (без груза)	кН	G0	12,10
6	Полный вес автомобиля	кН	Gа	16,10
7	Распределение нагрузки автомобиля по осям: а) с грузом на переднюю ось - с грузом на заднюю ось (тележку) б) без груза на переднюю ось - без груза на заднюю ось	кН	G1 G2 G01 G02	6,6 9,5 6,05 6,05
8	База автомобиля	мм	L	2600
9	Колея колес: - передних - задних	мм	В	1480 1480
10	Наименьший габаритный радиус поворота	м	Rmin	10,4
11	Наименьший дорожный просвет	мм		145
12	Габаритные размеры автомобиля: - длина - ширина - высота	мм		4300 1720 1440
	Двигатель
13	Тип двигателя			Рядный, четырехтактный, бензиновый инжекторный
14	Число цилиндров	шт.		4
15	Диаметр цилиндра	мм		78
16	Ход поршня	мм		73
17	Рабочий объем цилиндров	л		1,399
18	Порядок работы цилиндров			1-3-4-2
19	Степень сжатия			9,5
20	Наибольшая эффективная мощность	кВт	Ne max	78,9
21	Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности	мин-1	nN	6300
22	Наибольший крутящий момент	Н*м	Me max	131
23	Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте	мин-1	nM	4400
24	Литровая мощность	кВт/л		58
25	Удельная мощность	кВт/кН		7,97
26	Минимальный удельный расход топлива	г/(кВт*ч)	ge min	73
	Шасси
27	Тип сцепления			Однодисковое, сухое, с диафрагменной нажимной пружиной
28	Тип коробки передач			Пятиступенчатая, с синхронизатором на всех передачах переднего хода
29	Передаточные числа коробки передач: 1-ой 2-ой 3-ей 4-ой 5-ой		i	3,67 2,10 1,36 1,0 0,82
30	Тип главной передачи			Конические, гипоидный
31	Передаточное число главной передачи		i0	3,9
32	Тип привода ножного тормоза			Ножной, гидравлический, двухконтурный, с вакуумным усилителем и регулятором давления.
33	Тип рулевого механизма			Реечный с гидроусилителем
34	Размер шин	мм		195/55R15
37	Давление воздуха в шинах: - передних - задних	МПа		0,22 0,2
	Эксплуатационные данные
38	Максимальная скорость	км/ч	хa max	175
39	Контрольный расход топлива	л/100 км		7,1

2. Тягово-экономический расчет автомобиля

2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности и крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива. Ее строят по результатам испытаний двигателя на тормозном стенде и часто приводят в инструкциях заводов-изготовителей автомобилей. Студенту необходимо сравнить экспериментальную внешнюю скоростную характеристику двигателя с полученной при расчетах.

Если данные по испытанию двигателя отсутствуют, эффективная мощность (кВт) его может быть определена по эмпирической формуле:

(2.1)

где: - наибольшая эффективная мощность двигателя, кВт;

- частота вращения коленчатого вала, при которой определяется мощность, ;

- частота вращения коленчатого вала при наибольшей мощности, .

(2)

Крутящий момент (Н·м) двигателя определяют в зависимости от мощности (кВт) и соответствующей частоты вращения (мин^-1) коленчатого вала по формуле:

(2.2)

Таблица 2.1. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

	Исходные данные	nn	Ne max	Me max	nm
				5200	80	160	2600
	ne	ne/nn	(ne/nn)?	(ne/nn)?	Ne max	Ne	Ne/ne
	об/мин				кВт	кВт
1	900	0,173	0,030	0,005	78,9	15,6	0,017
2	1400	0,269	0,072	0,020		25,4	0,018
3	1900	0,365	0,134	0,049		35,5	0,019
4	2400	0,462	0,213	0,098		45,5	0,019
5	2900	0,558	0,311	0,173		54,9	0,019
6	3400	0,654	0,428	0,280		63,3	0,019
7	3900	0,750	0,563	0,422		70,3	0,018
8	4400	0,846	0,716	0,606		75,5	0,017
9	4900	0,942	0,888	0,837		78,4	0,016
10	5400	1,038	1,078	1,120		78,7	0,015
11	5900	1,135	1,287	1,461		75,8	0,013
12	6400	1,231	1,515	1,864		69,5	0,011

По данным таблицы 2.1 строим графики зависимости: а) мощности от частоты вращения коленчатого вала, б) крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.

Рисунок 2.1. - Внешняя скоростная характеристика двигателя автомобиля

2.2 Тяговый расчет автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля представляет собой зависимость между силой тяги (, Н) и скоростью(, км/ч) движения автомобиля.

Силу тяги() на ведущих колесах автомобиля рассчитывают по формуле:

(2.3)

где:- крутящий момент двигателя, Н·м;

- передаточное число коробки передач;

- передаточное число главной передачи;

- радиус качания колеса, м;

- к.п.д. трансмиссии, которое принимаем 0,89

Входящий в формулу (2.3) крутящий момент () берут из таблицы 2.1. Он зависит от частоты вращения () коленчатого вала двигателя. Скорость движения автомобиля () определяют по формуле:

км/ч. (2.4)

Радиус () качения колеса, входящий в формулы (2.3), (2.4), приближенно определяется по формуле:

мм (2.5)

где: d - внутренний диаметр шины (диаметр обода колеса), м;

Н - высота профиля шины в свободном состоянии, м;

л_Ш - коэффициент нормальной деформации шины.

Для шин дорожной проходимости коэффициент (л_Ш) принимаем равным 0,12.

Таблица 2.2 Расчет тяговой характеристики автомобиля

Исходные данные	rk	i0	зt	i1	i2	i3	i4	i5
	0,510	3,900	0,890	3,670	2,100	1,661	1,000	0,820
ne	MeN	Первая передача	Вторая передача	Третья передача	Четвертая передача
		Va	Pk	Va	Pk	Va	Pk	Va	Pk
об/мин	Н*м
900	256,4	12,090	6,404	21,129	3,665	26,713	2,898	44,370	1,745
1400	268,2	18,807	6,699	32,867	3,833	41,553	3,032	69,020	1,825
1900	276,7	25,523	6,911	44,605	3,955	56,394	3,128	93,670	1,883
2400	281,9	32,240	7,041	56,343	4,029	71,234	3,187	118,320	1,919
2900	283,8	38,956	7,089	68,081	4,056	86,075	3,208	142,970	1,932
3400	282,5	45,673	7,056	79,819	4,038	100,915	3,194	167,620	1,923
3900	278,0	52,390	6,944	91,557	3,973	115,756	3,143	192,270	1,892
4400	270,1	59,106	6,746	103,295	3,860	130,596	3,053	216,920	1,838
4900	259,1	65,823	6,472	115,033	3,703	145,436	2,929	241,570	1,763
5400	244,7	72,540	6,112	126,771	3,497	160,277	2,766	266,220	1,665
5900	227,1	79,256	5,672	138,510	3,246	175,117	2,567	290,870	1,546
6400	206,2	85,973	5,150	150,248	2,947	189,958	2,331	315,520	1,403

Скорость () и сила тяги () при движении на любой другой i-и передаче можно определить по соотношениям:

где: -скорость автомобиля на прямой передаче при заданном км/ч;

- сила тяги на прямой передаче, кН;

- передаточное число коробки передач на i-й передаче.

Суммарная сила сопротивления дороги () определяется по формуле:

(2.6)

где: ш - коэффициент суммарного сопротивления дороги;

- полный вес автомобиля, кН.

Коэффициент суммарного сопротивления дороги рассчитывается так:

(2.7)

где: f - коэффициент сопротивления качения;

- угол подъема дороги.

При расчете тягового баланса принимаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге (=0) с асфальтобетонным покрытием. Тогда коэффициент (ш) суммарного сопротивления дороги (2.7) равен коэффициенту (f) сопротивления качению.

При скоростях движения автомобиля, превышающих 60-80 км/ч коэффициент (f) надо определять по эмпирической формуле:

(2.8)

где: - коэффициент сопротивления качению, относящийся к малым скоростям движения автомобиля;

- скорость движения автомобиля, км/ч.

Cила, суммарного сопротивления дороги в этих условиях такова:

(2.9)

Для дорог с асфальтобетонным покрытием, находящихся в хорошем состоянии, коэффициент () принимаем равным 0.015.

Силу сопротивления воздуха () в кН определяют по формуле:

(2.10)

где: - коэффициент сопротивления воздуха;

F - лобовая площадь автомобиля, м².

Коэффициент () сопротивления воздуха можно принять (в Н·с²/м⁴), для легковых автомобилей 0,25.

Все полученные результаты сводим в таблицу 2.3, расчет значений сил (и), определяемых для скоростей движения автомобиля от 0 до наибольшей скорости на высшей передаче. Промежуточные значения скорости () следует взять по табл. 3 для высшей передачи. По результатам расчета строят зависимости силы () и суммарной (+) от скорости автомобиля, приведенные на рис. 2.2

Таблица 2.3 Расчет сил сопротивления движению

Исходные данные	f0	kw	Ga	ma	F
	0,015	0,250	17,560	1790,000	1,960
ne	MeN
		Va	Va?	Va?/20000	1+(Va?/20000)	ш	Pш	Pw	Pш+Pw
об/мин	Н*м
900	256,4	54,110	2927,866	0,146	1,146	0,017	0,302	0,110	0,412
1400	268,2	84,171	7084,712	0,354	1,354	0,020	0,357	0,267	0,624
1900	276,7	114,232	13048,883	0,652	1,652	0,025	0,435	0,492	0,927
2400	281,9	144,293	20820,378	1,041	2,041	0,031	0,538	0,785	1,322
2900	283,8	174,354	30399,198	1,520	2,520	0,038	0,664	1,146	1,810
3400	282,5	204,415	41785,343	2,089	3,089	0,046	0,814	1,575	2,389
3900	278,0	234,476	54978,812	2,749	3,749	0,056	0,987	2,072	3,060
4400	270,1	264,537	69979,605	3,499	4,499	0,067	1,185	2,638	3,823
4900	259,1	294,598	86787,723	4,339	5,339	0,080	1,406	3,271	4,678
5400	244,7	324,659	105403	5,270	6,270	0,094	1,652	3,973	5,624
5900	227,1	354,720	125825	6,291	7,291	0,109	1,921	4,743	6,663
6400	206,2	384,780	148056	7,403	8,403	0,126	2,213	5,581	7,794

На рис. 2.2 показан запас () силы тяги, равный (при равномерном движении автомобиля по горизонтальной дороге)

(2.11)

Запас силы тяги может использоваться для разгона автомобиля, преодоления подъемов и буксировки прицепа.

По данным таблиц 2.2 и 2.3 строим график тягового баланса автомобиля рисунок 2.2.

Рисунок 2.2. График тягового баланса автомобиля

2.3 Динамический паспорт автомобиля

Динамической характеристикой автомобиля называют график изменения динамического фактора от скорости движения на различных передачах. Динамический фактор при полной нагрузке автомобиля () определяют по формуле:

(2.12)

где: - сила тяги на ведущих колесах автомобиля, кН;

- сила сопротивления воздуха, кН;

- полный вес автомобиля, кН.

При малых скоростях движения автомобиля сила () имеет очень малую величину, в то время как сила тяги() на низших передачах и малых скоростях движения имеет большие числовые значения (см. рис. 2). В этих случаях можно принимать = 0 и определять динамический фактор по упрощенной формуле:

(2.13)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.4. По данным этой таблицы на рис. 2.3, динамическая характеристика автомобиля Chevrolet Lacetti с пятиступенчатой коробкой передач.

3. Эксплуатационные качества автомобиля

3.1 Боковые силы, действующие на автомобиль

Управление автомобилем является главной производственной функцией водителя. Основное назначение автотранспортных средств - перемещение грузов и пассажиров в пространстве, поэтому под управляемостью следует понимать целенаправленную организацию процесса движения. При анализе факторов, влияющих на поперечную устойчивость автомобиля, необходимо знать величину поперечной силы, вызывающей занос или опрокидывание автомобиля. В случае движения автомобиля на повороте такой силой является центробежная сила инерции. Для ее определения, рассмотрим схему (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Силы, действующие на автомобиль при повороте

R_xi, R_x2, R_yi, R_y2 - продольные и поперечные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов; Р_и - центробежная сила; Р_у - поперечная составляющая центробежной силы; с_ц и с₃ - радиусы поворота центра масс и задней оси; и - угол поворота управляемой оси (приблизительно равен полусумме углов поворота управляемых колес); М_и - момент инерции автомобиля; г - угол между радиусом с_ц поворота центра тяжести и продолжением оси заднего моста

Для упрощения расчетов примем следующие допущения: автомобиль является плоской фигурой; движется по горизонтальной дороге; шины в поперечном направлении не деформируются.

На участке дороги 1-2 автомобиль движется прямолинейно, и его управляемые колеса находятся в нейтральном положении. На участке 2-3 происходит поворот управляемых колес, и автомобиль движется по кривой переменного радиуса, т.е. по первой переходной кривой. На участке 3-4 положение управляемых колес, повернутых на определенный угол и, остается неизменным, а радиус R траектории движения средней точки задней оси - постоянным. На участке 4-5, т.е. на второй переходной кривой, водитель поворачивает управляемые колеса в обратную сторону, вследствие чего радиус R постепенно увеличивается. На участке 5-6 автомобиль снова движется прямолинейно.

При равномерном движении по дуге постоянного радиуса центробежная сила (Р_ц) определяется:

(3.1)

где - полная допустимая масса автомобиля;

- угловая скорость автомобиля при повороте;

- расстояние от центра поворота до центра тяжести автомобиля.

Вместе с тем

, (3.2)

где V - линейная скорость автомобиля.

; (3.3)

. (3.4)

Потеря устойчивости автомобилем особенно опасна при большой скорости, когда движение его близко к прямолинейному. Угол и при этом сравнительно невелик и можно считать, что tg и ? и рад.

Таким образом, центробежная сила (Р_ц), действующая на автомобиль при его равномерном движении, определяется:

(3.5)

Поперечная составляющая центробежной силы (Р_у1) равна:

(3.6)

При равномерном движении (переходные кривые) на автомобиль действует также сила, вызванная изменением кривизны траектории. Поперечная составляющая () этой силы пропорциональна скорости автомобиля и угловой скорости (щ_ук) поворота управляемых колес. Величина этой угловой скорости зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем быстрее приходится поворачивать колеса, чтобы вписаться в поворот:

(3.7)

В случае неравномерного движения на автомобиль действует еще и сила (Р_уIII):

, (3.8)

где j - ускорение движения автомобиля.

Таким образом, поперечная инерционная сила (Р_у), вызывающая занос и опрокидывание автомобиля при движении на повороте, представляется как:

(3.9)

Сила Р_у11 действует только в процессе поворота рулевого колеса. При входе автомобиля в поворот сила положительна и вместе с силой она увеличивает опасность заноса и опрокидывания автомобиля.

При выходе автомобиля из поворота скорость щ_ук отрицательна и сила частично уравновешивает силу и автомобиль может двигаться с большей скоростью без потери устойчивости.

Сила увеличивается с увеличением угла и и ускорения j автомобиля. Поэтому во время вхождения автомобиля в поворот нарушение его устойчивости более вероятно при разгоне, чем при движении накатом, когда ускорение j и сила отрицательны.

В результате поворота автомобиля вокруг центра тяжести возникает инерционный момент Ми, который пропорционален угловому ускорению и моменту инерции автомобиля.

Поперечная инерционная сила P_у уравновешивается поперечными реакциями дороги R_yl и R_vJ на колеса автомобиля. Инерционный момент Ми влияет на перераспределение этих реакций, но так как это влияние на устойчивость автомобиля сравнительно невелико, то его можно не учитывать.

Величина центробежной силы определяется углом поворота управляемых колес и скоростью движения автомобиля, в соответствии с формулой (3.6):

при V=20 (км/ч)=5,56 (м/с); и=5 (град)=0,1 (рад):

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Определение поперечной составляющей центробежной силы , кН

Угол поворота колес, град	Скорость движения автомобиля, км/ч
	20	40	60	80	100
5	1,624	6,3805	14,4425	25,522	39,7346
10	3,248	12,761	28,885	51,044	79,4692
15	4,872	19,1415	43,3275	76,566	119,2038
20	6,496	25,522	57,77	102,088	158,9384
25	8,12	31,9025	72,2125	127,61	198,673
30	9,744	38,283	86,655	153,132	238,4076
35	11,368	44,6635	101,0975	178,654	278,1422

По данным табл. 3.1 строим графики зависимости поперечной составляющей центробежной силы от среднего угла поворота управляемых колес при различных скоростях движения автомобиля (рис. 3.2).



Рисунок 3.2 - Графики зависимости поперечной составляющей центробежной силы от среднего угла поворота управляемых колес при различных скоростях движения автомобиля

Величина составляющей центробежной силы, вызванной изменением кривизны траектории , определяется скоростью поворота управляемых колес и скоростью движения автомобиля. В реальных условиях эксплуатации угловая скорость поворота управляемых колес грузовых автомобилей находится в пределах 0,01 - 0,1 рад/сек. Исходя из этого, в соответствии с формулой (3.7) определяем :

при V=20 (км/ч)=5,56 (м/с); :

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.2.

Таблица 3.2 - Определение , кН

Скорость поворота колес, рад/сек	Скорость движения автомобиля, км/ч
	20	40	60	80	100
0,01	0,03248	0,06438	0,09686	0,12876	0,16066
0,02	0,06496	0,12876	0,19372	0,25752	0,32132
0,03	0,09744	0,19314	0,29058	0,38628	0,48198
0,04	0,12992	0,25752	0,38744	0,51504	0,64264
0,05	0,1624	0,3219	0,4843	0,6438	0,8033
0,06	0,19488	0,38628	0,58116	0,77256	0,96396
0,07	0,22736	0,45066	0,67802	0,90132	1,12462
0,08	0,25984	0,51504	0,77488	1,03008	1,28528
0,09	0,29232	0,57942	0,87174	1,15884	1,44594
0,1	0,3248	0,6438	0,9686	1,2876	1,6066

По данным табл. 3.2 строим графики зависимости от скорости поворота колес при различных скоростях движения автомобиля (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 - Графики зависимости составляющей силы , вызванной изменением кривизны траектории при различных скоростях движения от скорости поворота колес

Сила, вызванная изменением скорости движения автомобиля на повороте , определяется ускорением и углом поворота управляемых колес. Ускорение для автомобиля, составляет от 0,05 до 0,5 м/с². Исходя из этого, в соответствии с формулой (3.8) определяем :

при и=5 (град)=0,1 (рад); :

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.3.

Таблица 3.3 - Определение , кН

Ускорение м/с2	Угол поворота колес, град
	5	10	15	20	25	30	35
0,05	0,0029	0,058	0,087	0,0116	0,0145	0,0174	0,0203
0,1	0,0058	0,0116	0,0174	0,0232	0,029	0,0348	0,0406
0,15	0,0087	0,0174	0,0261	0,0348	0,0435	0,0522	0,0609
0,20	0,0116	0,0232	0,0348	0,0464	0,058	0,0696	0,0812
0,25	0,0145	0,029	0,0435	0,058	0,0725	0,087	0,1015
0,30	0,0174	0,0348	0,0522	0,0696	0,087	0,1044	0,1218
0,35	0,0203	0,0406	0,0609	0,0812	0,1015	0,1218	0,1421
0,40	0,0232	0,0464	0,0696	0,0928	0,116	0,1392	0,1624
0,45	0,0261	0,0522	0,0783	0,1044	0,1305	0,1566	0,1827
0,50	0,029	0,058	0,087	0,116	0,145	0,174	0,203

По данным табл. 3.3 строим графики зависимости от ускорения движения автомобиля (рис. 3.4).



Рисунок 3.4 - Графики зависимости силы , вызванной изменением скорости движения при различных углах поворота управляемых колес автомобиля

4. Анализ конструкции автомобиля

4.1 Основные параметры и размеры

Колесная формула автомобиля Chevrolet Lacetti (4х2).

Автомобиль представляет собой двухосный легковой автомобиль с приводом на переднюю ось, имеет четырехдверный цельнометаллический кузов с багажным отсеком. Съемными узлами кузова являются крышки капота, багажника и двери. Собственная масса автомобиля составляет 1210 кг. Габаритные размеры:

- длинна 4300 мм;

- ширина 1720 мм;

- высота 1440 мм.

Наименьший дорожный просвет 145 мм, полная масса автомобиля 1610 кг, грузоподъемность (пассажировместимость) 405 кг (5 чел.), собственная масса приходящаяся на переднюю ось 605 кг, на заднюю ось 605 кг, полная масса приходящаяся на переднюю ось 660 кг, на заднюю ось 950 кг.

Рабочий объем двигателя Ford Focus составляет 1,4 л, максимальная скорость автомобиля - 175 км / ч. Максимальная мощность при 6300 об / мин - 131 кВт. Наименьший габаритный радиус поворота автомобиля - 10,4 м. Контрольный расход топлива составляет: 7,3 л / 100 км.

4.2 Надежность конструкции

Пробег (ресурс) автомобиля до капитального ремонта составляет 300 тыс. км. Срок гарантии и гарантийный пробег указывается заводом изготовителем. Завод гарантирует исправность автомобиля в целом, а так при нормальном действии отдельных агрегатов, механизмов и деталей автомобиля (кроме шин и аккумуляторной батареи) в течение 12 месяцев со дня отгрузки с завода, не считая времени нахождения в пути следования при пробеге не более 30 тыс. км.

В зависимости от пробега автомобиля, периодичность замены составных частей указывает завод изготовитель.

4.3 Эксплуатационная и ремонтная технологичность

Для обеспечения надлежащего технического состояния, постоянной готовности автомобиля к работе и поддержания его высоких эксплуатационных качеств необходимо применять топливо, масла, смазки и жидкости, рекомендуемые заводом-изготовителем, и своевременно выполнять работы по техническому обслуживанию.

Для проведения технического обслуживания к автомобилю прикладывается комплект инструмента.

Завод допускает производить техническое обслуживание в соответствии с «Положением о техническом обслуживании автомобильного транспорта». Виды технического обслуживания автомобиля:

Указанная периодичность проведения работ по техническому обслуживанию автомобиля дана для нормальных дорожных и климатических условий эксплуатации. Однако частота проведения очередных технических обслуживании должна определяться (корректироваться) в зависимости от длительности эксплуатации автомобиля в неблагоприятных условиях.

Условная зависимость периодичности проведения работ по техническому обслуживанию дана в нижеприведенной таблице 4.1.

Таблица 4.1. Перечень работ по техническому обслуживанию

Наименование	Число километров пробега
	Километры	15000	30000	45000	60000	75000	90000	105000	120000
Замена ремней привода навесных агрегатов		Х		Х		Х		Х
Замена моторного масла	Заменить через 15 000 км пробега
Замена масляного фильтра	Заменить через 15 000 км пробега
Замена зубчатого ремня	Заменить через 90 000 км пробега
Замена воздушного фильтра		Х		Х		Х		Х
Свечи зажигания		Х		Х		Х		Х
Система охлаждения		Х		Х		Х		Х
Замена охлаждающей жидкости		Х		Х		Х		Х
Проверка давления и износа шин	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
Все лампы	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
Проверка и регулировка частоты вращения холостого хода		Х		Х		Х		Х
Замена масла в механической коробке передач	Х					Х
Замена топливного фильтра	Заменить через 60 000 км пробега или каждые 48 месяцев, что наступит раньше
Проверка топливных трубок и шлангов		Х		Х		Х		Х
Проверка трубок и шлангов системы уменьшения эмиссии отработавших газов		Х		Х		Х		Х
Проверка трубок и шлангов тормозной системы и сцепления и положение педалей		Х		Х		Х		Х
Замена тормозной жидкости	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
Проверка тормозных барабанов			Х			Х
Проверка тормозных дисков	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
Проверка рулевого управления		Х		Х		Х		Х
Проверка шаровых шарниров передней подвески		Х		Х		Х		Х
Проверка защитных чехлов приводных валов	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
Проверка моментов затяжки болтов и гаек крепления подвески и элементов кузова			Х			Х

4.4 Уровень унификации и стандартизации

Автомобиль Chevrolet Lacetti предназначен для перевозки пассажиров (не более 5) и грузов (массой не более 100 кг) по дорогам II и III категорий. Так же данный автомобиль может буксировать прицеп, допустимая полная масса которого не более:

- не оборудованного тормозами - 700 кг,

- оборудованного тормозами - 1300 кг,

Уровень унификации и стандартизации дает возможность Chevrolet Lacetti взаимозаменяемости основных узлов и агрегатов.

4.5 Безопасность конструкции

Автомобиль Chevrolet Lacetti обладает средствами безопасности.

К средствам безопасности относится:

- ремни безопасности с преднатяжителями,

- подушки безопасности водителя и пассажира,

- двухконтурная тормозная система с ABS.

К техническому состоянию автомобиля, обеспечивающему безопасную работу водителя и выполнение правил технической эксплуатации предъявляются следующие требования:

- Рулевое управление должно обеспечивать легкость и надежность управления автомобилем на всех скоростях и на всех дорожных условиях;

- Тормозная система считается исправной и отвечает требованиям безопасности, если она обеспечивает остановку автомобиля в соответствии с ПДД;

- Шины не должны иметь сквозных порывов и трещин;

- Требование к электрооборудованию заключается в надежном обеспечении работы всех приборов этой системы и особенно освещения и сигнализации.

4.6 Эстетические и эргономические показатели

При средних внешних габаритных размерах кузова внутренние размеры выбраны такими, что обеспечивают наибольшее удобство посадки и комфортабельности езды водителя и четырех пассажиров.

Кузов автомобиля Chevrolet Lacetti трехобъемный, металлический, несущей конструкции, четырехдверный, типа «хетчбек».

Кузов оборудован многослойной термошумоизоляцией.

Конструкция кузова обеспечивает большую площадь обзора и дает хорошее естественное освещение.

На кузове, перед ветровым стеклом, имеется полость воздухопритока, закрытая нижней панелью (крышкой) с щелеобразными отверстиями для прохода воздуха. Под крышкой (на нижней ее стороне) установлен стеклоочиститель.

Стекла (ветровое и заднее окна) - гнутые, полированные. Ветровое стекло - трехслойное, на эластичной пленке типа «Бутвэл», которая при ударе не разрывается и удерживает осколки стекла. Заднее стекло - закаленное с нанесенными на него полосками токообогрева.

Двери собраны из двух цельноштампованных металлических панелей. Внутренняя панель двери зафланцована в наружной панели и по всему периметру зафланцовки панели склеены клеем UP-5-207. Кроме того, ниже поясной линии они сварены контактной сваркой в нескольких точках. Внутренняя панель усилена по петельной и замочной сторонам.

Каждая дверь навешена на двух петлях, которые крепятся к двери и петельной стойке кузова болтами (для задней двери частично винтами).

Внутри двери располагаются стекло, стеклоподъемник, замок и его кнопочный выключатель.

Ввиду того что цельное опускное стекло передней двери имеет неравностороннюю форму, при опусканий его в результате разного трения в направляющих возникает поворачивающий момент, и стекло «перекашивается». Чтобы исключить это явление, предусмотрена дополнительная направляющая, по которой перемещается держатель с камнями, соединенный с опускным стеклом.

Для правильной установки стекла (без перекосов при перемещении) предусмотрена регулировка направляющей и держателя.

Комплект зеркал заднего вида состоит из: наружных боковых зеркал заднего вида и внутреннего зеркала заднего вида.

Вентиляция кабины естественная, осуществляется за счет использования встречного потока воздуха при движении. Для вентиляции можно пользоваться опускающимися стеклами дверей кабины. Отопление кабины - водяное, от системы охлаждения двигателя, с принудительной подачей воздуха к ветровым стеклам, стеклам дверей, ногам и лицу водителя и пассажиров.

Расположение органов управления автомобиля Chevrolet Lacetti и контрольно-измерительных приборов обеспечивает простое и удобное пользование ими, а рулевое колесо с четырьмя спицами дает возможность хорошего обзора контрольных приборов.

Передние сиденья оборудованы диагонально-поясными ремнями безопасности.

Ремни являются эффективным средством защиты водителей и пассажиров автомобилей от тяжелых последствий дорожно-транспортных происшествий. Автомобиль комплектуется двумя типами трехточечных ремней с инерционными катушками для передних сидений и статическими для крайних мест заднего сиденья.

Инерционный ремень безопасности не требует ручной регулировки длины лямки, которая в нормальных условиях движения автомобиля регулируется автоматически, не стесняя свободу движений пользователя. Лишь при воздействии сил инерции, возникающих при дорожно-транспортном происшествии, лямка ремня блокируется, надежно удерживая пользователя.

Обивка салона кузова выполнена из текстиля, искусственной кожи и декоративной поливинилхлоридной пленки. Цвет обивочных материалов выбирается в зависимости от цвета окраски автомобиля. Для обивки потолка применена винил и кожа светлых тонов с перфорацией. В проемах дверей, ветрового и заднего окон обивка потолка прикреплена к фланцам водостойким клеем.

Съемные детали термошумоизоляции салона выполнены из многослойного формующегося материала «септум-порозо». Прокладки устанавливаются под соответствующими ковриками пола.

Панель приборов - цельноформованная. Она состоит из пластмассового каркаса, облицовочной пленки и наполнителя из полужесткого пенополиуретана.

В состав панели приборов входит:

1. Облицовка комбинации приборов.

2. Комбинация приборов.

3. Ручка корректора фар.

4. Центральный переключатель света.

5. Облицовка центральная.

6. Центральные вентиляционные решетки.

7. Магнитола.

8. Блоки переключателей.

9. Панель органов управления отоплением и вентиляцией.

10. Облицовки громкоговорителей (низкочастотных).

11. Боковые вентиляционные решетки.

12. Крышка блоков предохранителей.

13. Накладки панели приборов левая и правая (высокочастотные динамики).

14. Надставки панели приборов передняя левая и правая.

15. Надставка нижняя правая.

16. Ручка открывания капота.

17 Вещевой ящик.

Консоль панели приборов изготовлена из пластмассы с декоративной наружной поверхностью. Консоль имеет в передней части блок передней пепельницы, состоящей из пепельницы с прикуривателем, выключателя аварийной остановки и кармана для мелких вещей. Рядом расположен рычаг переключения передач, закрытый гофрированным, резиновым чехлом и обрамленный декоративной передней вставкой. В задней части консоли имеется возвышение с мягким подлокотником, под которым расположен отсек для мелких вещей и подкассетник для аудиокассет. Ниже расположены задние пепельницы и решетки отопления задней части салона.

Система отопления - жидкостная, с использованием в качестве теплоносителя охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя.

Система регулировки и управления предназначена для поддержания внутри кузова комфортной температуры в зависимости от изменения температуры наружного воздуха. Система трубопроводов предназначена для постоянной циркуляции нагретой жидкости через радиатор отопителя и прекращения циркуляции в летнее время года при помощи управляемого с места водителя крана отопителя.

Температура воздуха определяется количеством горячей охлаждающей жидкости подаваемой из блока цилиндров в отопитель и регулируется краном отопителя.

Объем воздуха определяется режимом работы 2-х скоростного электровентилятора, управляемого переключателем.

В автомобиле предусмотрены системы приточной и вытяжной вентиляции салона.

Принудительная приточная вентиляция осуществляется через систему отопления при закрытом кранике. Принудительной приточной вентиляцией следует пользоваться в жаркую погоду и при движении по пыльным дорогам.

При скоростях движения автомобиля выше 50 км/ч приточная вентиляция может осуществляться при выключенном электровентиляторе за счет скоростного подпора воздуха.

Приточная вентиляция также осуществляется через опускные стекле дверей.

Вытяжная вентиляция салона осуществляется на ходу автомобиля через отверстия на боковинах кузова и перфорированную обивку потолка.

Литература

автомобиль lacetti тяговый поворот

1. Илларионов В.А., Морин М.М.и др. Теория и конструкция автомобиля. - М.: Машиностроение, 2005.

2. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989.-304 с.

3. Краткий автомобильный справочник /НИИАТ.-М.:Транспорт, 1984.

4. Автомобильный справочник. БОШ - М.: Издательство «За рулем», 2000. - 896 с.

5. Трясцин А.П., Паничкин А.В. Методические указания по выполнению курсового проекта.-Орел: ОрелГТУ, 2009.

6. Журнал «За рулем» №7.-М.: «За рулем», 2005.

7. «Автомобили Chevrolet Lacetti», Руководство по ремонту и эксплуатации.-М.: Молодая гвардия, 2009.

8. Автомобили: Теория эксплуатационных свойств: учебник для студ. учреждений ВПО; под ред. А.М. Иванова. - М.: «Академия», 2013 -176 с.

Размещено на Allbest.ru