Расчёт тягово-динамических параметров автомобиля

Введение

 

Перед автомобильной промышленностью в настоящее время стоят задачи, связанные с увеличением выпуска экономичных автомобилей с дизельными двигателями, позволяющих значительно сократить расход топлива, а следовательно и затраты на него. Одновременно с ростом производства автомобилей особо большой грузоподъемности (110 и 180 тонн) необходимо создавать мощности для выпуска грузовых автомобилей малой грузоподъемности - полтонны. В настоящее время проводятся значительные работы по увеличению выпуска и повышению надежности автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газах. Возрастает производство специализированных автомобилей и прицепов для перевозки различных грузов. Предусматривается уменьшить на 15-20% удельную металлоемкость, увеличить ресурс, снизить трудоемкость технического обслуживания автомобилей, повысить все виды безопасности.

Курсовой проект по дисциплине "Конструирование и расчет автомобилей" является творческой работой, целью которой служит приобретение навыков использования знаний, полученных как в самом курсе, так и в ряде профилирующих дисциплин, на которых базируется этот курс. Получение навыков аналитического определения показателей эксплуатационных свойств и конструктивных параметров автомобиля, закрепление навыков четкого изложения и защиты результатов самостоятельной работы как в рукописных формах, так и при публичном выступлении.

Расчёт тягово-динамических параметров автомобиля

 

Выбор основных параметров автомобиля

 

В ходе выполнения курсового проекта выбирается и рассчитывается ряд параметров проектируемого автотранспортного средства и составляется таблица 1.1 основных параметров автомобиля ЗИЛ-130-76.

 

Таблица 1.1

Основные параметры автомобиля ЗИЛ-130-76

№ п/п	Параметр	Обозначение	Размерность	Значение
1	Полная масса	Ма	кг	10525
2	Грузоподъёмность	Мг	кг	6000
3	Максимальная мощность двигателя	Nemax	кВт	110,3
4	Угловая частота вращения коленвала двигателя при максимальной мощности	wN	рад/с	335,1
5	Максимальный крутящий момент двигателя	Memax	Н´м	402
6	Угловая частота вращения коленвала двигателя при максимальном крутящем моменте	wM	рад/с	209,4
7	Распределение полной массы: на переднюю ось на заднюю ось	Maп Maз	кг кг	2625 7900
8	Распределение собственной массы: на переднюю ось на заднюю ось	М Mп Мз	кг кг кг	4300 2120 2180
9	Передаточные числа КПП: первая передача вторая передача третья передача четвёртая передача пятая передача	iк1 iк2 iк3 iк4 iк5	- - - - -	7,44 4,10 2,29 1,47 1,00
10	Передаточное число главной передачи	iко	-	6,33
11	Максимальная скорость	v аmax	км/ч	90
12	КПД трансмиссии	hт	-	0,89
13	Коэффициент обтекаемости	к	Н´с2/м4	0,68

 

Построение графиков обратного ускорения

 

Время и путь разгона следует определять графоаналитическим методом. Для определения времени разгона строиться график величин, обратных ускорению. Поскольку величина, обратная ускорению, при скорости, близкой к максимальной имеет большое значение, построение следует ограничить скоростью  км/ч.

По данным табл. 1.7 считаем значения обратных ускорений 1/j, с²/м и заносим их в табл. 1.9.

Таблица 1.9.

Результаты расчета обратных ускорений

iк	d	Параметр	Ед. изм.	1	2	3	4	5	6	7	8
7,4	3,254	v 1	км/ч	2	4	5	7	8	9	11	12
		1/j1	с2/м	1,237	1,116	1,048	1,018	1,019	1,053	1,126	1,260
4,1	1,712	v 2	км/ч	4	7	9	12	14	17	19	22
		1/j2	с2/м	1,258	1,127	1,055	1,023	1,025	1,061	1,139	1,284
2,3	1,250	v 3	км/ч	8	12	17	21	26	30	35	39
		1/j3	с2/м	1,858	1,647	1,535	1,490	1,501	1,571	1,717	1,995
1,5	1,126	v 4	км/ч	12	19	26	33	40	47	54	61
		1/j4	с2/м	3,137	2,741	2,552	2,500	2,569	2,782	3,217	4,146
1	1,080	v 5	км/ч	18	28	39	49	59	69	71	72
		1/j5	с2/м	6,114	5,275	5,018	5,190	5,891	7,661	12,2	13,333

 

По данным табл. 1.8. аналогично ускорению строится график обратного ускорения (рис. 1.7).

 

Расчёт сцепления и анализ конструкции

 

Назначение сцепления. Требования к сцеплению

 

Сцепление предназначено для плавного трогания автомобиля с места, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и предотвращению воздействия на трансмиссию больших динамических нагрузок, возникающих на переходных режимах и при движении по дорогам с плохим покрытием. При конструировании фрикционных сцеплений помимо основных требований (минимальная собственная масса, простота конструкции, высокая надёжность и т.п.) необходимо обеспечить следующее:

l надёжную передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии при любых условиях эксплуатации;

l плавное трогание автомобиля с места и полное включение сцепления;

l полное отсоединение двигателя от трансмиссии с гарантированным зазором между поверхностями трения;

l минимальный момент инерции ведомых элементов сцепления для более лёгкого переключения передач и снижения износа поверхности трения в синхронизаторе;

l необходимый отвод теплоты от поверхности трения;

l предохранение трансмиссии от динамических перегрузок.

 

Классификация сцеплений

 

1). По способу передачи крутящего момента сцепление бывает: фрикционное, гидравлическое, электромагнитное.

2). По способу управления различают сцепление с принудительным управлением, с усилителем и без усилителя, а также с автоматическим управлением.

3). По способу создания давления на нажимной диск сцепления делят на пружинные, полуцентробежные и центробежные.

4). По форме поверхностей трения различают дисковые, конусные и барабанные сцепления.

5). По числу ведомых дисков сцепления бывают одно-, двух- и многодисковые.

 

Выбор конструктивной схемы

 

Исходя из известной грузоподъёмности автомобиля, его максимальной скорости и передаваемого крутящего момента получаем, что для автомобиля ЗИЛ-130-76 подходит такой вариант: однодисковое фрикционное сцепление в сухом картере с цилиндрическими нажимными пружинами, с механическим приводом.

 

Расчёт сцепления

 

Выбираем наружный диаметр ведомого диска из условия, что М_дmax=402 Н´м и максимальной частоты вращения коленвала двигателя w_max=335,1 рад/с:

D_н=342 мм – наружный диаметр накладки,

d_в=186 мм – внутренний диаметр накладки,

d=5 мм – толщина фрикционной накладки,

i=2 – число пар поверхностей трения.

 

Расчет вала сцепления

 

Вал сцепления рассчитывается на скручивание по диаметру впадин шлицевой части. Задав допустимое напряжение кручения [t_max]=70 МПа, находим:

м.

Проверку шлицов на смятие проводим по формуле:

, МПа

где  – средний радиус приложения окружной силы, м; h, l – высота и длина шлицов ступицы ведомого диска, см.

МПа.

Проверку шлицов на срез проводим по формуле:

, МПа

где b=8 мм – ширина шлицов ступицы ведомого диска, см.

МПа.

[s_см]=15¸30 МПа, [t_срmax]=5¸15 МПа

,  – условие прочности выполняется.

 

Привод сцепления

 

Усилие на педали выключения вычисляем с учётом увеличения силы нажимных пружин при включении на 20%:

,

где Р_пр=12125 Н – сила давления пружины; u – общее передаточное число привода; h_т=0,8 – кпд привода.

,

где u₁ и u₂ - передаточное число соответственно педального привода и механизма выключения сцепления. Для механического привода:

,

где а=400; b=85; с=110; d=60; l=88; f=17, откуда ; ;

, тогда

Н.

На проектируемом автомобиле сила давления на педаль не должна превышать 200 Н. Следовательно, необходимо предусмотреть установку в приводе сцепления усилителя. Свободный ход педали должен составлять 35¸50 мм, а полный ход – не менее 180 мм.

Рис. 2.1. Механический привод сцепления.

 

Список используемой литературы

 

1) Автомобиль (учебник водителя третьего класса). Калисский В. С., Манзон А. И. и др.- М.: Транспорт, 1970.- 384с.

2) Автотранспортные средства: Методические указания к выполнению курсового проекта.- Вологда: ВПИ, 1986, 36с.

3) Баринов А. А. Элементы расчёта агрегатов автомобиля: Учебное пособие. – Вологда: ВоПИ, 1994. – 132 с.

4) Краткий автомобильный справочник.-10-е изд., перебран. и доп. – М.: Транспорт, 1984.-220с., ил., табл.

5) Осепчугов В. В., Фрумкин А. К. Автомобиль: Анализ конструкции, элементы расчёта: Учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроения, 1989. – 304с.: ил.

6) Теория эксплуатационных свойств АТС. Тягово-скоростные свойства. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 150200.- Вологда: ВоГТУ.- 2000.- 46 с.

Введение

 

Перед автомобильной промышленностью в настоящее время стоят задачи, связанные с увеличением выпуска экономичных автомобилей с дизельными двигателями, позволяющих значительно сократить расход топлива, а следовательно и затраты на него. Одновременно с ростом производства автомобилей особо большой грузоподъемности (110 и 180 тонн) необходимо создавать мощности для выпуска грузовых автомобилей малой грузоподъемности - полтонны. В настоящее время проводятся значительные работы по увеличению выпуска и повышению надежности автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газах. Возрастает производство специализированных автомобилей и прицепов для перевозки различных грузов. Предусматривается уменьшить на 15-20% удельную металлоемкость, увеличить ресурс, снизить трудоемкость технического обслуживания автомобилей, повысить все виды безопасности.

Курсовой проект по дисциплине "Конструирование и расчет автомобилей" является творческой работой, целью которой служит приобретение навыков использования знаний, полученных как в самом курсе, так и в ряде профилирующих дисциплин, на которых базируется этот курс. Получение навыков аналитического определения показателей эксплуатационных свойств и конструктивных параметров автомобиля, закрепление навыков четкого изложения и защиты результатов самостоятельной работы как в рукописных формах, так и при публичном выступлении.

Расчёт тягово-динамических параметров автомобиля