Курсовая: Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания
8 7
Рис. 6. Схема колёсного редуктора.
Ведущая шестерня 3 колёсного редуктора установлена на шлицевом конце
полуоси 1 и зацеплена с внутренними зубьями ведомой шестерни 4.
Последняя соединена с ведомым валом 7 колёсного редуктора, передающим
крутящий момент на ступицу 8 колеса. Колесо установлено на подшипниках
6 на корпусе 5 редуктора, соединённого с кожухом 2 полуоси.
Кожух является частью балки заднего моста.
3.6. ПЕРЕДНИЙ МОСТ.
Передний мост автомобиля – ведущий. Картер, главная передача и дифференциал
переднего моста не отличаются от соответствующих деталей и узлов заднего
моста, за исключением маслоотражательного кольца ведущей шестерни, имеющего
правую резьбу и клеймо “П”.
К кожуху 2 полуоси пятью болтами крепится шаровая опора 6 с
запрессованными в неё втулками 30 шкворней. На шаровой опоре с помощью
двух шкворней 9 установлен корпус 7 поворотного кулака. Шкворни
поворотного кулака устанавливаются с предварительным натягом, величина которого
составляет 0,02-0,10 мм. От проворачивания в корпусе поворотного кулака шкворни
стопорятся штифтами 11. Для удержания смазки в корпусе поворотного
кулака и предохранения её от загрязнения на шаровой опоре установлен сальник,
состоящий из внутренней обоймы 32, наружного уплотнительного кольца
36, кольца-перегородки 33, войлочного уплотнительного кольца 35
и наружной обоймы. Сальник закреплён болтами на корпусе поворотного кулака. Для
предотвращения перетекания смазки из картера главной передачи в поворотный
кулак внутри шаровой опоры имеется самоподжимной резиновый сальник 3 в
металлической обойме.
Внутри поворотного кулака установлен шарнир равных угловых скоростей.
Конструкция шарнира обеспечивает одинаковые угловые скорости ведущего и
ведомого валов независимо от угла между ними. Шарнир состоит из двух вилок, в
криволинейных канавках которых расположены четыре шарика. В центральных гнёздах
вилок расположен пятый шарик, который является установочным и служит для
центрирования вилок. От продольного перемещения шарнир ограничен упорной шайбой
37. Внутренняя ведущая вилка шарнира соединена шлицами с полуосевой
шестернёй дифференциала. На ведомом конце кулака шарнира установлено устройство
для отключения передних колёс автомобиля, которое состоит из подвижной муфты
18, установленной на шлицах, и болта 19 с пружиной и шариком.
Наружными шлицами подвижная муфта соединяется с внутренними шлицами ведущего
фланца 17, закреплённого болтами к ступице колеса.
Техническое обслуживание переднего моста при эксплуатации автомобиля
заключается в проверке уровня смазки и замене её в сроки, предусмотренные
картой смазки, а также в периодической проверке затяжки всех резьбовых
соединений, проверке зазоров в шкворневом соединении, регулировке
подшипников, зацепления шестерён, схождения колёс.
4. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля по
заданному водителем направлению. Рулевое управление представляет собой
рулевой механизм с рулевым колесом и рулевым приводом.
4.1. РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ.
Рулевой механизм предназначен для передачи изменения угла поворота рулевого
колеса через рулевой привод на управляемые колёса.
Картер рулевого механизма крепится на кронштейне левого лонжерона рамы четырьмя
болтами. Рулевой механизм изображён на рисунке 16. Рабочей парой механизма
является глобоидальный червяк 6 и двухгребневый ролик 5.
Червяк, напрессованный на пустотелый вал 12, установлен в картере на
двух конических роликоподшипниках 7. Надёжность соединения червяка с
валом обеспечивается шпоночным выступом и шлицами червяка.
В постоянном зацеплении с червяком находится двухгребневый ролик, внутренние
кольцевые канавки которого служат рабочей поверхностью двухрядного
шарикоподшипника, установленного на оси, закреплённой в головке вала сошки. Вал
сошки вращается в двух подшипниках: в бронзовой втулке, запрессованной в
картер, и в цилиндрическом роликоподшипнике, установленном в боковой крышке
картера рулевого механизма, хвостовик головки вала входит в паз регулировочного
винта 13, ввёрнутого в боковую крышку картера. Регулировочный винт
фиксируется стопорной шайбой и штифтом, запрессованным в крышку, и закрывается
колпачковой гайкой.
Сошка 1 рулевого управления посажена на конце вала сошки на мелкие
шлицы, нарезанные на конусе вала сошки. Правильность угловой установки сошки на
вал обеспечивается наличием в ней четырёх сдвоенных шлиц и соответствующих
сдвоенных впадин на валу, а плотность посадки достигается затягиванием гайки с
моментом 20-28 кгс*м. Верхний конец вала рулевого управления
вращается на подшипнике, запрессованном в трубу колонки 11.
Распорная втулка подшипника удерживается от перемещения пружиной. Рулевая
колонка с помощью стремянки и резиновой втулки крепится к кронштейну панели
приборов.
4.2. РУЛЕВОЙ ПРИВОД.
Рулевой привод обеспечивает правильное соотношение углов поворота управляемых
колёс. Рулевой привод состоит из сошки, тяги сошки, рычага поворотного
кулака, тяги рулевой трапеции и рычагов трапеции.
Тяги трубчатые. Шарниры рулевых тяг (рис. 18) самоподжимающиеся, герметически
уплотнены, что обеспечивает работоспособность шарниров в течение длительного
времени. При появлении зазора в шарнире необходимо завернуть до упора заглушку
1, а затем отвернуть её на 1/3 оборота и в этом
положении снова закрепить.
Устройство поперечной рулевой тяги автомобиля изображено на рисунке 17. Наличие
изгиба в горизонтальной плоскости на тяге не позволяет регулировать схождение
колёс вращением самой тяги. Между правым наконечником и тягой установлен
специальный регулировочный штуцер 2 с внутренней правой и наружной
левой резьбой.
Техническое обслуживание рулевого управления заключается в периодической
подтяжке болтов крепления картера руля к лонжерону рамы, проверке крепления
пальцев рулевых тяг, крепления рычага поворотного кулака, проверке свободного
хода рулевого колеса, регулировке рулевого механизма , проверке уровня
смазки и замене её в сроки, предусмотренные картой смазки.
5. РАБОЧАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ.
Тормозные системы служат для снижения скорости и полной остановки
автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля.
Тормозная система должна быть максимально эффективной при движении
автомобиля с различной нагрузкой и на различных скоростях движения. Об
эффективности тормозных систем судят по тормозному пути автомобиля ( от
начала нажатия на тормозную педаль до его полной остановки при движении по
горизонтальному участку сухой дороги с асфальтовым покрытием) и замедлению.
Тормозные системы должны обеспечивать равномерное распределение тормозных сил
между колесами одного моста. На автомобилях обязательно должны быть
установлены: рабочая тормозная система, используемая при движении автомобиля
для снижения скорости и полной остановки; стояночная тормозная система,
служащая для удержания остановленного автомобиля на месте; запасная
тормозная система, предназначена для остановки автомобиля при выходе из
строя рабочей тормозной системы. Тормозная система состоит из тормозных
механизмов и их привода.
5.1. УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА АВТОМОБИЛЯ.
Тормозные механизмы осуществляют непосредственное торможение
вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Наибольшее
распространение получили фрикционные тормозные механизмы, в которых
торможение происходит за счет трения вращающихся и неподвижных деталей. В
зависимости от конструкции вращающихся рабочих деталей тормозных механизмов
различают барабанные и дисковые тормоза. В первых силы трения создаются с
помощью прижимающихся неподвижных колодок на внутренней поверхности
вращающегося цилиндра, во вторых - на боковых поверхностях вращающегося
диска. Барабанный тормозной механизм с раздвигающимися колодками используют
как в рабочих, так и в стояночных тормозных системах. В тормозном механизме
задних колес автомобиля тормозной диск прикреплен (рисунок 7) к фланцу
кожуха полуоси ведущего моста.
1 и 5 - тормозные колодки ; 2 - колесный тормозной цилиндр ; 3 экран
тормозного цилиндра ; 4 - стяжная пружина ; 6 - фрикционная накладка колодки ;
7 - направляющая скоба колодки ; 8 - регулировочный эксцентрик.
Рис.7. Тормозной механизм автомобиля.
Тормозной диск переднего тормозного механизма прикреплен к фланцу
поворотного кулака переднего моста. Пружина 4 стягивает тормозные колодки 1
и 5,свободно посаженные на опорных пальцах ,которые закреплены в
тормозном диске гайками. На наружных концах пальцев поставлены метки для
регулирования и сделаны головки под ключ. В верхней части колодки опираются
на эксцентрики, под которые поставлены фиксирующие пружины. Зазор между
колодками и барабаном регулируют при помощи эксцентриков 8.К трущимся
поверхностям колодок прикреплены имеющие различный угол охвата накладки из
прессованного асбестового материала. Верхние концы колодок упираются в поршни
разжимного гидроустройства. Экран защищает это устройство от нагрева от
тормозного барабана. От бокового смещения колодки удерживаются скобами 7 с
пластинчатыми пружинами .Тормозной барабан прикреплен к ступице колеса так,
что его можно снимать для доступа к тормозному механизму, не снимая
ступицу.
5.2. УСТРОЙСТВО КОНСТРУКЦИИ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА.
Наибольшее распространение в автомобилях получили механические,
гидравлические и пневматические приводы .Механический привод представляет
собой систему тяг и рычагов ,соединяющих педаль или рычаг с тормозными
механизмами. Гидропривод ,в котором приводное усилие передается тормозной
жидкостью ,состоит из следующих узлов: главного тормозного цилиндра,
создающего давление жидкости в системе и имеющего резервуар, заполненный
тормозной жидкостью ;колесных тормозных цилиндров ,передающих давление
тормозной жидкости на тормозные колодки ;соединительных трубопроводов и
шлангов; педали и гидровакуумного усилителя с фильтром, соединенного через
запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Вся система постоянно
заполнена тормозной жидкостью. Схема двухконтурной тормозной системы
автомобиля показана на рисунке 8.
1 - передний тормозной механизм;2 - впускная труба; 3 - запорный клапан;4 -
лампа сигнализатора;5 - сигнализатор неисправности гидропривода;6 - главный
цилиндр; 7 - наполнительный бачок;8 - воздушный фильтр;9 - задний тормозной
механизм;10 - задний гидровакуумный усилитель; 11 - передний гидровакуумный
усилитель..
Рис.8 Схема гидропривода двухконтурной тормозной системы автомобиля.
Одноконтурные приводы обладают существенным недостатком, в случае
повреждения какого-либо соединения давление снижается во всем приводе,
нарушается работа тормозных механизмов всех колес. Поэтому на автомобилях
выпуска после 1987 года применяется двухконтурный тормозной привод. Его
отличием является то ,что тормозной гидравлический привод разделен на два
контура. Первый контур приводит в действие передние тормозные механизмы а
второй - задние. Управление осуществляется одной педалью .Снижение давления
в одном из контуров не приводит к выходу из строя второго контура. Нажатие
на педаль перемещает поршни переднего и заднего контуров в главном тормозном
цилиндре 6. Перемещение поршней повышает давление тормозной жидкости в
трубопроводах обеих контуров ,которое передается в гидровакуумные усилители
10 и 11 и затем к передним 1 и задним 9 тормозным механизмам. Увеличение
давления на педаль тормоза закрывает клапан в гидровакуумном усилителе
через который сообщаются камеры над диафрагмой и под ней. Так как камера над
диафрагмой через воздушный фильтр 8 сообщается с атмосферой, а камера под
диафрагмой через запорный клапан 3 с впускной камерой двигателя 2,то
разрежение под диафрагмой, под действием атмосферного давления вызывает
перемещение диафрагмы с укрепленным на ней толкателем в результате чего
давление тормозной жидкости передаваемое к тормозным механизмам усиливается.
При отпускании педали давление жидкости на клапан управления уменьшается, в
результате полости в гидровакуумном усилителе сообщаются между собой
,давление выравнивается и диафрагма, под действием пружины возвращается в
исходное положение, толкатель с поршнем освобождает клапан и жидкость,
вытесняемая из тормозных цилиндров под действием стягивающих пружин
,возвращается в главный тормозной цилиндр растормаживая колеса.
Наполнительный бачок 7 ,при необходимости компенсирует потери тормозной
жидкости в обеих контурах и препятствует попаданию в систему воздуха.
6. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ
СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ
6.1.Мощность двигателя вычисляется по формуле Лейдермана:
Nex= Ne max * [ A *nex /nN + B * (nex /nN)2 - C * (nex /nN)3],
где А=В=С=1 — коэффициенты для карбюраторного двигателя;
Ne max — максимальная мощность двигателя ( Ne max = 55,2 кВт ) ;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту (для точности вычислений разобьём максимальное значение
на интервалы по 800 об/мин ) ;
nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала
двигателя ( nN =4000 об/мин ) .
Произведём вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты
вращения коленчатого вала двигателя в минуту.
Ne1= 55,2 * [ 1* 800/4000 + 1* ( 800/4000 )2 - 1* ( 800/4000 )3 ] = 12,8 кВт
.............................................................................
.....................................
Neх= 55,2 * [ 1* 4000/4000 + 1
* ( 4000/4000 )2 - 1* ( 4000/4000 )3 ] =
55,2 кВт
6.2.Крутящий момент двигателя рассчитаем по формуле:
Mex = 9550* Neх/ nex ,
где Neх – значения мощности;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту.
Mex = 9550 * 12,8 / 800 = 152,9 Н*м
...............................................................
Mex = 9550* 55,2 / 4000 = 131,79 Н*м
6.3.Удельный эффективный расход топлива для выбранных значений
частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислим по формуле:
qex = qeN * [1,55 - 1,55 * nex /nN + (nex /nN)2 ] г/кВт*ч ,
где q еN — максимальный удельный эффективный расход топлива;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту;
nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя .
qe1 = 230 * [1,55 - 1,55 * 800 / 4000 + (800 /4000)2 ] = 294,4 (г/кВт*ч)
.............................................................................
..................................
qex = 230 * [1,55 - 1,55 * 4000 / 4000 + (4000 /4000)2 ] = 230 (г/кВт*ч)
Результаты всех вычислений занесем в таблицу.
ТАБЛИЦА 3. Результаты внешних скоростных характеристик: мощности,
крутящего момента, удельного эффективного расхода топлива.
Пара-метры
Единицы измерения
n1=800
об/мин
n2=1600
об/мин
n3=2400
об/мин
n4=3200
об/мин
nN=4000
об/мин
N ex
кВт
12,8
27,4
41,1
51,2
55,2
M ex
Н * м
152,9
163,5
163,5
152,8
131,8
q ex
г/ кВт * ч
294,4
250,7
225,4
218,5
230
По данным таблицы строим графики функциональной зависимости мощности
двигателя, крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива от
частоты вращения коленчатого вала двигателя на рисунке 9.
Рис.9. Графики внешних скоростных характеристик автомобиля УАЗ-452В.
7. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ.
7.1. Скоростную характеристику агрегатов трансмиссии найдём по формуле:
Vax = 0,105 * nex * rс / Uтр м/с ,
¤ где rc =0,5* Do + Вш *(1 –l ш) м ;
rc – свободный радиус колеса;
Do – диаметр обода колеса;
Вш – высота профиля шины в свободном состоянии (данные возьмём из таблицы 2) ;
l ш – коэффициент радиальой деформации шины , равный 0,1-0,16
для стандартных и широкопрофильных шин и 0,2-0,3 для арочных машин и
пневмокатков.
(Все данные и обозначения для расчета этой формулы взяты из §.28 [5] ).
¤¤ Значения rc при максимальной допустимой нагрузке
стандартизированы. Приближённо rc можно определить по цифрам
обозначения шин:
rc =0,5 * d + D * В * l cм , мм ;
где d – посадочный диаметр обода, мм;
D = Н / В ( Н и В – высота и ширина профиля шины, мм);
l cм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.
При нагрузке и внутреннем давлении воздуха, указанных в стандартах для шин
грузовых автомобилей и автобусов и шин с регулируемым давлением Н/В » 1. Для
легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В » 0,95, если
смешанное ( миллиметрово - дюймовое ), Н/В » 0,8....0,85. У радиальных
шин легковых автомобилей в обозначение введён индекс, соответствующий
отношению Н/В. Для данного автомобиля он равен 0,9 (обозначение шин
215/90R15).
Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением ( кроме
широкопрофильных ), диагональных шин легковых автомобилей l cм
= 0,85......0,9, для радиальных шин легковых автомобилей l cм
= 0,8....0,85.
(Все данные и обозначения для расчета этой формулы взяты из §.4 [2] ).
Для расчёта будем пользоваться формулой:
rc =0,5 * d + D * В * l cм , мм .
Uтр= Uкп * Uдп * Uо ,
где Uтр – передаточное число трансмиссии;
Uкп – передаточные числа коробки передач;
Uдп - передаточное число дополнительной передачи;
Uо- передаточное число главной передачи.
rc =0,5 * 380 + 215 * 0,9 * 0,85 = 354,475 » 354,5 ( мм ) ,
Uтр1-1= 4,12 * 1,0 * 5,125 = 21,115 U
тр1-2= 4,12 * 1,94 * 5,125 = 40,9631
Uтр2-1= 2,64 * 1,0 * 5,125 = 13,53
Uтр2-2= 2,64 * 1,94 * 5,125 =
26,2482
Uтр3-1= 1,58 * 1,0 * 5,125 = 8,0975 U
тр3-2= 1,58 * 1,94 * 5,125 = 15,70915
Uтр4-1= 1,0 * 1,0 * 5,125 = 5,125
Uтр4-2= 1,0 * 1,94 * 5,125 =
9,9425
Va1-1=0,105*800*0,383/21,115=1,41
м/с Va1-2=0,105*800*
0,383/40,9631= 0,72 м/с
..................................................
............................................................
Va1-1=0,105*4000*0,383/21,115= 7,05
м/с Va1-2=0,105*4000*
0,383/40,9631= 3,63 м/с
......................................................
...........................................................
Va4-1=0,105*800*0,383/5,125=5,8 м/с
Va4-2=0,105*800*
0,383/9,9425=3 м/с
.........................................................
.........................................................
7.2. Крутящий момент на ведущих колесах при различных
передачах коробки передач рассчитаем по формуле:
Мкх = Мех * Uкп* Uдп* Uо * hтр , Н*м ,
где Мех—различные значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя;
Uкп - передаточные числа коробки передач;
Uо- передаточное число главной передачи;
Uдп - передаточное число дополнительной передачи;
hтр — к.п.д. трансмиссии (hтр= 0,9) - данное значение возьмём из §.3 [ 2 ] .
Мк1-1=152,9*4,12*1,0*5,125*
0,9=2903,5 Нм Мк1-2 =152,9*4,12*1,94*
5,125*0,9=5636,5 Нм
...................................................................
.......................................................................
Мк1-1 = 131,8*4,12*1,0*5,125*
0,9=2509 Нм Мк1-2 = 131,8*4,12*1,94*
5,125*0,9=4859 Нм
...................................................................
.......................................................................
...................................................................
.......................................................................
Мк4-1=152,9*1,0*1,0*5,125*
0,9=5636,5 Нм Мк4-2=152,9*1,0*1,94*
5,125*0,9=1368 Нм
..................................................................
......................................................................
Мк4-1= 131,8*1,0*1,0*5,125*
0,9=4859 Нм Мк4-2= 131,8*1,0*1,94*
5,125*0,9=1179,4 Нм
Результаты вычислений сведём в таблицу 4.
7.3.Крутящий момент на выходе из коробки передач рассчитаем по формуле:
Мк вых = Мех * Uагр. , Н*м ,
где Мех – крутящий момент на входе в коробку передач,
Uагр—передаточные числа коробки передач.
Мк вых1- I = 152,9 * 4,12 = 629,9 Н*
м ................................. Мк вых1- IV = 152,9
* 1,0 = 152,9 Н*м
........................................................
.......................................................
Мк вых5- I = 131,8 * 4,12 = 543,02 Н*
м ................................ Мк вых5- IV = 131,8
* 1,0 = 131,8 Н*м
ТАБЛИЦА 4. Результаты расчетов скорости и крутящего момента при
различных передачах коробки передач, на ведущих колесах.
Параметры
Единицы
измерен.
n1=800
об/мин
n2=1600
об/мин
n3=2400
об/мин
n4=3200
об/мин
nN=4000
об/мин
V1-1
м/с
1,41
2,82
4,23
5,64
7,05
V2-1
м/с
2,2
4,4
6,6
8,8
11
V3-1
м/с
3,68
7,35
11
14,7
18,39
V4-1
м/с
5,8
11,6
17,4
23,2
29
V1-2
м/с
0,73
1,45
2,18
2,9
3,63
V2-2
м/с
1,13
2,27
3,4
4,54
5,67
V3-2
м/с
1,9
3,79
5,69
7,58
9,48
V4-2
м/с
3
6
9
12
15
M1-1
Н*м
2903,5
3112
3112
2901
2509
M1-2
Н*м
1861,9
1991
1991
1860
1605
M1-3
Н*м
1101
1177,2
1177,2
1099
948,9
M1-4
Н*м
705,3
754
754
703,2
608
M1-2
Н*м
5636,5
6027
6027
5634
4859
M2-2
Н*м
3612
3863
3863
3610
3114
M3-2
Н*м
2135,7
2310
2310
2133,5
1862
M4-2
Н*м
1368
1463
1463
1366,1
1179
По полученным данным вычислений построим графики зависимости крутящего
момента на ведущих колёсах от скорости автомобиля на рисунках 10 и 11 .
7.4.Крутящий момент на выходе из коробки передач для главной
передачи вычислим по формуле :
Мк вых гп = Мк вых (I-IV) * Uо ,
где Мк вых (I-IV) – крутящий момент на выходе
из коробки передач для каждой включенной передачи;
Uо- передаточное число главной передачи.
Мк вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) , М
к вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) ,
Мк вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) , М
к вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) ,
а при использовании передачи раздаточной коробки :
Мк вых-1 = 152,9 * 5,125 * 1,94= 1520,2 (Н*м)
7.5.Частоту вращения коленчатого вала двигателя на выходном валу
коробки передач вычисляем по формуле:
nвых = nвх / Uагр , об/мин,
где nвх – частота вращения коленчатого вала двигателя на
первичном валу коробки передач;
Uагр—передаточные числа коробки передач.
Результаты вычислений занесем в таблицу 5.
Рис.10. График зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости
автомобиля (без включения демультипликатора).
Рис.11. График зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости
автомобиля (при включенном демультипликаторе).
ТАБЛИЦА 5. Результаты вычислений частоты вращения коленчатого вала
двигателя на выходном валу коробки передач.
Параметры
Единицы
измерений
n1=800
об/мин
n2=1600
об/мин
n3=2400
об/мин
n4=3200
об/мин
nN=4000
об/мин
nвых I
об/мин
194,2
388,3
582,5
776,8
971
nвых II
об/мин
303
606
909,1
1212,1
1515,2
nвых III
об/мин
506,3
1012,6
1518,9
2025,3
2531,6
nвых IV
об/мин
800
1600
2400
3200
4000
По полученным данным строим график зависимости частоты вращения коленчатого
вала двигателя от передаточного числа коробки передач на выходном валу
коробки передач на рисунке 12.
7.6. Крутящий момент на выходном валу коробки передач для
каждой передачи при полученных значениях крутящего момента двигателя М
ех (из п.5.2.) по формуле:
Мкп = Мех * Uагр , Н*м,
где Мех – крутящий момент двигателя при разных значениях числа
оборотов коленчатого вала ( данные из таб.3);
Uагр – передаточные числа коробки передач.
Мкп I-1 = 152,9* 4,12 = 629,9
Нм.............................................. Мкп IV
-1 = 152,9 * 1,0= 152,9 Нм
................................................
...............................................
ТАБЛИЦА 6. Результаты вычислений крутящего момента на выходном валу
коробки передач.
Параметры
Единицы
измерений
n1=800
об/мин
n2=1600
об/мин
n3=2400
об/мин
n4=3200
об/мин
nN=4000
об/мин
Мкп I
Н * м
629,9
673,6
673,6
629,5
543
Мкп II
Н * м
403,7
431,6
431,6
403,4
347,9
Мкп III
Н * м
241,6
258,3
258,3
241,3
208,2
Мкп IV
Н * м
152,9
163,5
163,5
152,8
131,8
По полученным результатам строим график изменения крутящего момента на
выходном валу коробки передач на рисунке 13.
Рис.12. График зависимости частоты вращения коленчатого вала двигателя от
передаточного числа коробки передач на выходном валу коробки передач.
Рис.13. График изменения крутящего момента на выходном валу коробки передач.
8. ВЫВОДЫ
В курсовой работе мы рассмотрели и изучили технические характеристики и
функциональный состав трансмиссии автомобиля УАЗ-452В. Описали назначение и
устройство основных агрегатов трансмиссии .
На эксплуатационные свойства автомобиля в значительной степени влияет
содержание и состав трансмиссии.
По исходным данным автомобиля УАЗ-452В были рассчитаны и построены графики
скоростных характеристик агрегатов трансмиссии автобуса.
Анализируя произведённые расчёты, можно сделать вывод, что зависимость
частоты вращения коленчатого вала двигателя и тягово-скоростных характеристик
автомобиля изменяются не прямо пропорционально. Максимальные характеристики
крутящего момента находятся в пределах от 1500 до 2500 оборотов в минуту и
при дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала снижаются.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кленников В.М., Ильин Н.М., Буралёв Ю.В. Автомобиль категории “В”.
Учебник водителя. М.: Транспорт, 1982;
2. Литвинов А.С. ,Фаробин Я.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств.
М.: Машиностроение, 1989;
3. Краткий автомобильный справочник. НИИАТ. М.: Транспорт, 1983 ;
4. Автомобили семейства УАЗ-452. М.: Воениздат, 1985;
5. Артамонов М.Д., Иларионов В.А., Морин М.А. Теория автомобиля и
автомобильного двигателя. М.: Машиностроение, 1968.
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.
Рис. 6. Схема колёсного редуктора.
Ведущая шестерня 3 колёсного редуктора установлена на шлицевом конце
полуоси 1 и зацеплена с внутренними зубьями ведомой шестерни 4.
Последняя соединена с ведомым валом 7 колёсного редуктора, передающим
крутящий момент на ступицу 8 колеса. Колесо установлено на подшипниках
6 на корпусе 5 редуктора, соединённого с кожухом 2 полуоси.
Кожух является частью балки заднего моста.
3.6. ПЕРЕДНИЙ МОСТ.
Передний мост автомобиля – ведущий. Картер, главная передача и дифференциал
переднего моста не отличаются от соответствующих деталей и узлов заднего
моста, за исключением маслоотражательного кольца ведущей шестерни, имеющего
правую резьбу и клеймо “П”.
К кожуху 2 полуоси пятью болтами крепится шаровая опора 6 с
запрессованными в неё втулками 30 шкворней. На шаровой опоре с помощью
двух шкворней 9 установлен корпус 7 поворотного кулака. Шкворни
поворотного кулака устанавливаются с предварительным натягом, величина которого
составляет 0,02-0,10 мм. От проворачивания в корпусе поворотного кулака шкворни
стопорятся штифтами 11. Для удержания смазки в корпусе поворотного
кулака и предохранения её от загрязнения на шаровой опоре установлен сальник,
состоящий из внутренней обоймы 32, наружного уплотнительного кольца
36, кольца-перегородки 33, войлочного уплотнительного кольца 35
и наружной обоймы. Сальник закреплён болтами на корпусе поворотного кулака. Для
предотвращения перетекания смазки из картера главной передачи в поворотный
кулак внутри шаровой опоры имеется самоподжимной резиновый сальник 3 в
металлической обойме.
Внутри поворотного кулака установлен шарнир равных угловых скоростей.
Конструкция шарнира обеспечивает одинаковые угловые скорости ведущего и
ведомого валов независимо от угла между ними. Шарнир состоит из двух вилок, в
криволинейных канавках которых расположены четыре шарика. В центральных гнёздах
вилок расположен пятый шарик, который является установочным и служит для
центрирования вилок. От продольного перемещения шарнир ограничен упорной шайбой
37. Внутренняя ведущая вилка шарнира соединена шлицами с полуосевой
шестернёй дифференциала. На ведомом конце кулака шарнира установлено устройство
для отключения передних колёс автомобиля, которое состоит из подвижной муфты
18, установленной на шлицах, и болта 19 с пружиной и шариком.
Наружными шлицами подвижная муфта соединяется с внутренними шлицами ведущего
фланца 17, закреплённого болтами к ступице колеса.
Техническое обслуживание переднего моста при эксплуатации автомобиля
заключается в проверке уровня смазки и замене её в сроки, предусмотренные
картой смазки, а также в периодической проверке затяжки всех резьбовых
соединений, проверке зазоров в шкворневом соединении, регулировке
подшипников, зацепления шестерён, схождения колёс.
4. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля по
заданному водителем направлению. Рулевое управление представляет собой
рулевой механизм с рулевым колесом и рулевым приводом.
4.1. РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ.
Рулевой механизм предназначен для передачи изменения угла поворота рулевого
колеса через рулевой привод на управляемые колёса.
Картер рулевого механизма крепится на кронштейне левого лонжерона рамы четырьмя
болтами. Рулевой механизм изображён на рисунке 16. Рабочей парой механизма
является глобоидальный червяк 6 и двухгребневый ролик 5.
Червяк, напрессованный на пустотелый вал 12, установлен в картере на
двух конических роликоподшипниках 7. Надёжность соединения червяка с
валом обеспечивается шпоночным выступом и шлицами червяка.
В постоянном зацеплении с червяком находится двухгребневый ролик, внутренние
кольцевые канавки которого служат рабочей поверхностью двухрядного
шарикоподшипника, установленного на оси, закреплённой в головке вала сошки. Вал
сошки вращается в двух подшипниках: в бронзовой втулке, запрессованной в
картер, и в цилиндрическом роликоподшипнике, установленном в боковой крышке
картера рулевого механизма, хвостовик головки вала входит в паз регулировочного
винта 13, ввёрнутого в боковую крышку картера. Регулировочный винт
фиксируется стопорной шайбой и штифтом, запрессованным в крышку, и закрывается
колпачковой гайкой.
Сошка 1 рулевого управления посажена на конце вала сошки на мелкие
шлицы, нарезанные на конусе вала сошки. Правильность угловой установки сошки на
вал обеспечивается наличием в ней четырёх сдвоенных шлиц и соответствующих
сдвоенных впадин на валу, а плотность посадки достигается затягиванием гайки с
моментом 20-28 кгс*м. Верхний конец вала рулевого управления
вращается на подшипнике, запрессованном в трубу колонки 11.
Распорная втулка подшипника удерживается от перемещения пружиной. Рулевая
колонка с помощью стремянки и резиновой втулки крепится к кронштейну панели
приборов.
4.2. РУЛЕВОЙ ПРИВОД.
Рулевой привод обеспечивает правильное соотношение углов поворота управляемых
колёс. Рулевой привод состоит из сошки, тяги сошки, рычага поворотного
кулака, тяги рулевой трапеции и рычагов трапеции.
Тяги трубчатые. Шарниры рулевых тяг (рис. 18) самоподжимающиеся, герметически
уплотнены, что обеспечивает работоспособность шарниров в течение длительного
времени. При появлении зазора в шарнире необходимо завернуть до упора заглушку
1, а затем отвернуть её на 1/3 оборота и в этом
положении снова закрепить.
Устройство поперечной рулевой тяги автомобиля изображено на рисунке 17. Наличие
изгиба в горизонтальной плоскости на тяге не позволяет регулировать схождение
колёс вращением самой тяги. Между правым наконечником и тягой установлен
специальный регулировочный штуцер 2 с внутренней правой и наружной
левой резьбой.
Техническое обслуживание рулевого управления заключается в периодической
подтяжке болтов крепления картера руля к лонжерону рамы, проверке крепления
пальцев рулевых тяг, крепления рычага поворотного кулака, проверке свободного
хода рулевого колеса, регулировке рулевого механизма , проверке уровня
смазки и замене её в сроки, предусмотренные картой смазки.
5. РАБОЧАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ.
Тормозные системы служат для снижения скорости и полной остановки
автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля.
Тормозная система должна быть максимально эффективной при движении
автомобиля с различной нагрузкой и на различных скоростях движения. Об
эффективности тормозных систем судят по тормозному пути автомобиля ( от
начала нажатия на тормозную педаль до его полной остановки при движении по
горизонтальному участку сухой дороги с асфальтовым покрытием) и замедлению.
Тормозные системы должны обеспечивать равномерное распределение тормозных сил
между колесами одного моста. На автомобилях обязательно должны быть
установлены: рабочая тормозная система, используемая при движении автомобиля
для снижения скорости и полной остановки; стояночная тормозная система,
служащая для удержания остановленного автомобиля на месте; запасная
тормозная система, предназначена для остановки автомобиля при выходе из
строя рабочей тормозной системы. Тормозная система состоит из тормозных
механизмов и их привода.
5.1. УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА АВТОМОБИЛЯ.
Тормозные механизмы осуществляют непосредственное торможение
вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Наибольшее
распространение получили фрикционные тормозные механизмы, в которых
торможение происходит за счет трения вращающихся и неподвижных деталей. В
зависимости от конструкции вращающихся рабочих деталей тормозных механизмов
различают барабанные и дисковые тормоза. В первых силы трения создаются с
помощью прижимающихся неподвижных колодок на внутренней поверхности
вращающегося цилиндра, во вторых - на боковых поверхностях вращающегося
диска. Барабанный тормозной механизм с раздвигающимися колодками используют
как в рабочих, так и в стояночных тормозных системах. В тормозном механизме
задних колес автомобиля тормозной диск прикреплен (рисунок 7) к фланцу
кожуха полуоси ведущего моста.
1 и 5 - тормозные колодки ; 2 - колесный тормозной цилиндр ; 3 экран
тормозного цилиндра ; 4 - стяжная пружина ; 6 - фрикционная накладка колодки ;
7 - направляющая скоба колодки ; 8 - регулировочный эксцентрик.
Рис.7. Тормозной механизм автомобиля.
Тормозной диск переднего тормозного механизма прикреплен к фланцу
поворотного кулака переднего моста. Пружина 4 стягивает тормозные колодки 1
и 5,свободно посаженные на опорных пальцах ,которые закреплены в
тормозном диске гайками. На наружных концах пальцев поставлены метки для
регулирования и сделаны головки под ключ. В верхней части колодки опираются
на эксцентрики, под которые поставлены фиксирующие пружины. Зазор между
колодками и барабаном регулируют при помощи эксцентриков 8.К трущимся
поверхностям колодок прикреплены имеющие различный угол охвата накладки из
прессованного асбестового материала. Верхние концы колодок упираются в поршни
разжимного гидроустройства. Экран защищает это устройство от нагрева от
тормозного барабана. От бокового смещения колодки удерживаются скобами 7 с
пластинчатыми пружинами .Тормозной барабан прикреплен к ступице колеса так,
что его можно снимать для доступа к тормозному механизму, не снимая
ступицу.
5.2. УСТРОЙСТВО КОНСТРУКЦИИ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА.
Наибольшее распространение в автомобилях получили механические,
гидравлические и пневматические приводы .Механический привод представляет
собой систему тяг и рычагов ,соединяющих педаль или рычаг с тормозными
механизмами. Гидропривод ,в котором приводное усилие передается тормозной
жидкостью ,состоит из следующих узлов: главного тормозного цилиндра,
создающего давление жидкости в системе и имеющего резервуар, заполненный
тормозной жидкостью ;колесных тормозных цилиндров ,передающих давление
тормозной жидкости на тормозные колодки ;соединительных трубопроводов и
шлангов; педали и гидровакуумного усилителя с фильтром, соединенного через
запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Вся система постоянно
заполнена тормозной жидкостью. Схема двухконтурной тормозной системы
автомобиля показана на рисунке 8.
1 - передний тормозной механизм;2 - впускная труба; 3 - запорный клапан;4 -
лампа сигнализатора;5 - сигнализатор неисправности гидропривода;6 - главный
цилиндр; 7 - наполнительный бачок;8 - воздушный фильтр;9 - задний тормозной
механизм;10 - задний гидровакуумный усилитель; 11 - передний гидровакуумный
усилитель..
Рис.8 Схема гидропривода двухконтурной тормозной системы автомобиля.
Одноконтурные приводы обладают существенным недостатком, в случае
повреждения какого-либо соединения давление снижается во всем приводе,
нарушается работа тормозных механизмов всех колес. Поэтому на автомобилях
выпуска после 1987 года применяется двухконтурный тормозной привод. Его
отличием является то ,что тормозной гидравлический привод разделен на два
контура. Первый контур приводит в действие передние тормозные механизмы а
второй - задние. Управление осуществляется одной педалью .Снижение давления
в одном из контуров не приводит к выходу из строя второго контура. Нажатие
на педаль перемещает поршни переднего и заднего контуров в главном тормозном
цилиндре 6. Перемещение поршней повышает давление тормозной жидкости в
трубопроводах обеих контуров ,которое передается в гидровакуумные усилители
10 и 11 и затем к передним 1 и задним 9 тормозным механизмам. Увеличение
давления на педаль тормоза закрывает клапан в гидровакуумном усилителе
через который сообщаются камеры над диафрагмой и под ней. Так как камера над
диафрагмой через воздушный фильтр 8 сообщается с атмосферой, а камера под
диафрагмой через запорный клапан 3 с впускной камерой двигателя 2,то
разрежение под диафрагмой, под действием атмосферного давления вызывает
перемещение диафрагмы с укрепленным на ней толкателем в результате чего
давление тормозной жидкости передаваемое к тормозным механизмам усиливается.
При отпускании педали давление жидкости на клапан управления уменьшается, в
результате полости в гидровакуумном усилителе сообщаются между собой
,давление выравнивается и диафрагма, под действием пружины возвращается в
исходное положение, толкатель с поршнем освобождает клапан и жидкость,
вытесняемая из тормозных цилиндров под действием стягивающих пружин
,возвращается в главный тормозной цилиндр растормаживая колеса.
Наполнительный бачок 7 ,при необходимости компенсирует потери тормозной
жидкости в обеих контурах и препятствует попаданию в систему воздуха.
6. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ
СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ
6.1. Мощность двигателя вычисляется по формуле Лейдермана:
Nex= Ne max * [ A *nex /nN + B * (nex /nN)2 - C * (nex /nN)3],
где А=В=С=1 — коэффициенты для карбюраторного двигателя;
Ne max — максимальная мощность двигателя ( Ne max = 55,2 кВт ) ;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту (для точности вычислений разобьём максимальное значение
на интервалы по 800 об/мин ) ;
nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала
двигателя ( nN =4000 об/мин ) .
Произведём вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты
вращения коленчатого вала двигателя в минуту.
Ne1= 55,2 * [ 1* 800/4000 + 1* ( 800/4000 )2 - 1* ( 800/4000 )3 ] = 12,8 кВт
.............................................................................
.....................................
Neх= 55,2 * [ 1* 4000/4000 + 1
* ( 4000/4000 )2 - 1* ( 4000/4000 )3 ] =
55,2 кВт
6.2. Крутящий момент двигателя рассчитаем по формуле:
Mex = 9550* Neх/ nex ,
где Neх – значения мощности;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту.
Mex = 9550 * 12,8 / 800 = 152,9 Н*м
...............................................................
Mex = 9550* 55,2 / 4000 = 131,79 Н*м
6.3. Удельный эффективный расход топлива для выбранных значений
частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислим по формуле:
qex = qeN * [1,55 - 1,55 * nex /nN + (nex /nN)2 ] г/кВт*ч ,
где q еN — максимальный удельный эффективный расход топлива;
nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала
двигателя в минуту;
nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя .
qe1 = 230 * [1,55 - 1,55 * 800 / 4000 + (800 /4000)2 ] = 294,4 (г/кВт*ч)
.............................................................................
..................................
qex = 230 * [1,55 - 1,55 * 4000 / 4000 + (4000 /4000)2 ] = 230 (г/кВт*ч)
Результаты всех вычислений занесем в таблицу.
ТАБЛИЦА 3. Результаты внешних скоростных характеристик: мощности,
крутящего момента, удельного эффективного расхода топлива.
