Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

 

Сборник методических указаний

К лабораторным работам

 

по дисциплине

 

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

Методические указания к

Лабораторной работе № 1

Определение коэффициента учёта

Вращающихся масс автомобиля

 

по дисциплине

 

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

 

Определение коэффициента учёта вращающихся масс автомобиля

 

Цель работы

Цель работы – теоретическое определение коэффициента учёта вращающихся масс автомобиля на основе экспериментального определения параметров движения.

Теоретические сведения

На динамику движения автомобиля при разгоне и торможении оказывает влияние коэффициент учёта его вращающихся масс [1].

Для определения коэффициента учёта вращающихся масс автомобиля может быть использовано уравнение:

(1)

 

где d - коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля;

r_к - радиус качения ведущих колёс, м;

Gа - полный вес автомобиля, кН;

Uгп, Uрк, Uкп - передаточные числа соответственно главной передачи, раздаточной коробки (если она используется) и коробки переключения передач;

hтр - КПД трансмиссии;

nz - число зубчатых колёс;

Im - момент инерции маховика двигателя и связанных с ним деталей, кН*мс²

Iк - момент инерции одного колеса, кН*мс².

g - ускорение свободного падения, мс^-2.

Входящие в уравнение (1) значения Ga, Uгп, Uрк, Uкп, nz, hтр для автомобилей имеются в справочной литературе. Моменты же инерции вращающихся деталей (кроме валов шестерён, которыми в виду их малости в расчётах пренебрегаем) как маховик со сцеплением и колёса необходимо определить экспериментально в лабораторных условиях, для чего используем метод подвеса испытуемой детали на трёх нитях [2], когда система статически определима.

Для указанной системы момент инерции детали определяется уравнением:

, [кН*мс²], (2)

 

 

когда период одного колебания определяется уравнением:

[с], (3)

где Gо - вес детали, кН;

r - расстояние от оси колебания детали до точки крепления нити подвеса, м;

I - момент инерции детали, кНмс²;

L - длина нитей подвеса, м.

Представим формулу (2) в виде:

(4)

Для случая подвеса деталей на трёх нитях, отстоящих на одинаковом расстоянии r от оси качания Z - Z детали и равноудалённых друг от друга на расстояние «a» (рис. 1) формула для определения момента инерции детали преобразуется к виду:

(5)

 

Оборудование и приборы

1. Балка с подвесом на трёх нитях.

2. Весы с пределом измерения до 50 кг.

3. Мерная линейка.

4. Микрокалькулятор.

5. Уровень.

6. Секундомер.

7. Колесо автомобиля.

8. Маховик в сборе со сцеплением и коленчатым валом.

 

Порядок проведения работы

1. Взвесить испытуемую деталь (шину с диском или маховик в сборе со сцеплением и коленчатым валом).

2. Прикрепить к детали нити подвеса на равном расстоянии «а» друг от друга и подвесить к балке.

3. Посредством регулировочных винтов и уровня отрегулировать длины нитей «L» так, чтобы плоскость вращения детали была горизонтальной, а нити подвеса были параллельны (с точностью до одного мм).

4. Сообщить подвешенной на трёх нитях детали небольшое угловое перемещение вокруг вертикальной оси и определить время нескольких полных (двойных) колебаний t. При этом следить, чтобы испытуемая деталь не раскачивалась из стороны в сторону. Угол отклонения вокруг вертикальной оси задавать не более 15°. Опыт повторить не менее трёх раз и время одного полного колебания вычислить как среднее из трёх или более наблюдений.

5. По уравнению (5) найти момент инерции детали.

Содержание отчета

1. Оформить отчёт о работе по форме, таблица 1.

2. Привести схему установки с деталью.

 

Рис.1. Схема установки для определения момента инерции детали.

 

3. Проделать работу для другой детали по пп. 1...5.

4. Полученные данные внести в таблицу 1.

 

Таблица 1.

Деталь	Go,   кН	L,   м	а,   м	Число колебаний,   n	Время колебаний,   с	Период одного колебания t, с	Момент инерции   I, кНмс2
Колесо
Маховик со сцеплени ем и иколенва- лом.

 

5. Используя значения моментов инерции I (табл. 1) колёс и маховика двигателя с коленчатым валом и сцеплением, используя справочные данные, помещаемые в таблицу 2, вычислить коэффициент учёта вращающихся масс «d» по уравнению (1) для различных ступеней коробки переключения передач автомобиля и внести его значения в табл. 2

 

Таблица 2

Ga, кН	rк, м	hтр	Uгп	Uрк	Uкп	nz	Iм, кНмс2	Iк, кНмс2	d

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Методические указания к

Лабораторной работе № 2

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

 

Цель работы

Цель работы – определениепередаточного числа главной передачи автомобиля на основе экспериментального измерения параметров.

Теоретические сведения

Главная передача автомобиля обеспечивает постоянное увеличение крутящего момента и передачу его к ведущим колёсам. Она выбирается из условий получения заданной максимальной скорости автомобиля на высшей передаче в коробке передач и оптимальной топливной экономичности. Главная передача может быть одинарной и двойной, сочетающей коническую или гипоидную пару зубчатых колёс с цилиндрической парой, объединенных в общем картере заднего моста автомобиля.

Из всех типов конических главных передач наиболее распространена передача со спиральным, в большинстве случаев круговым зубом, выполненным по дуге окружности.

Передаточное число конической передачи находится по формуле:

(1)

 

где Z₂ - число зубьев ведомого колеса;

Z₁ - число зубьев ведущей шестерни.

 

 

где D_w, d_w - начальные диаметры соответственно колеса и шестерни;

m_n - нормальный модуль колеса и шестерни;

b₂, b₁ - углы наклона зубьев соответственно колеса и шестерни.

В связи с тем, что нормальные модули и углы наклона зубьев у шестерни и колеса одинаковы (b₂=b₁), то

 

 

КПД конической передачи с круговым зубом составляет 0,97...0,98.

Передаточное число гипоидной передачи находится по формуле:

(2)

 

 

В гипоидной передаче угол спирали для шестерни больше, чем для колеса и тем больше, чем больше гипоидное смещение (смещение оси шестерни относительно оси колеса), т.е. cosb₂>cosb₁. Отношение cosb₂/ cosb₁=К_г=1,2...1,5.

Большие значения К_г - для главных передач легковых автомобилей, меньшие - для грузовых; b₁=45...50^о, b₂= 20...30^о.

Передаточное число гипоидной передачи может быть выражено как отношение моментов на колесе М₂ и шестерне М₁, т. е.

, (3)

 

 

где Р₁, Р₂ - окружные силы соответственно на шестерне и колесе.

Так как нормальные силы, действующие на зубья шестерни и колеса, равны, а углы спирали разные, то окружные силы имеют значения:

Р₁=Р_ncosb₁; Р₂=Р_ncosb₂, откуда

 

(4)

 

 

Передаточные числа одинарных конических и гипоидных передач выбираются в пределах:

n для легковых автомобилей u_гп=3,5...4,5,

n для грузовых а/м и автобусов u_гп=5...7.

КПД гипоидной передачи составляет 0,96...0,97, что связано с наличием наряду с поперечным продольного скольжения зубьев со скоростью

u_с.з=u₁sin(b₁-b₂)/sinb₂,

 

где u₁ - окружная скорость шестерни.

 

КПД этой передачи может быть определено по формуле:

,

 

 

где m=0,05...0,1 - коэффициент трения между зубьями колеса и шестерни.

Передаточное число двойной главной передачи определяется по формуле:

u_гп=u_гп1·u_гп2, (5)

где u_гп1=Z₂/Z₁ - передаточное число первой ступени, как правило конической;

u_гп2=Z₄/Z₃ - передаточное число второй ступени, как правило цилиндрической.

Следовательно,

u_гп= Z₂/Z₁·Z₄/Z₃ (6)

 

Оборудование и приборы

1. Задний мост автомобиля.

2. Рычаг входной (мерный) длиной R.

3. Рычаг выходной (мерный) длиной r.

4. Динамометр или весы с пределом измерений до 150 кг.

5. Грузы (гири) - набор до 30 кг.

6. Опора регулируемая.

7. Калькулятор.

8. Подвеска для грузов.

 

 

Порядок проведения работы

1. На входной вал главной передачи установить рычаг входной с подвеской для грузов.

2. На выходной вал (полуось)заднего моста при заторможенной второй полуоси установить рычаг выходной так, чтобы второй его конец опирался на динамометр (весы).

3. На подвеску для грузов поместить последовательно грузы, например 5,10,15,20,30 кг, фиксируя при этом показания динамометра (весов).

4. По уравнениям (1) или (6), подсчитав предварительно числа зубьев колёс и шестерён главной передачи, определить передаточное число.

5. Определив значения по уравнениям М₂=Р₂*r и М₁=Р_г*R, определить передаточное число по уравнению (3).

6. Найти приближённое значение КПД главной передачи по уравнению .

Результаты измерений и расчётов внести в таблицу 1.

 

Содержание отчета

1. Привести схему установки для определения передаточного числа.

 

 

2. Данные и результаты расчётов внести в таблицу 1.

 

 

Таблица 1.

Вид главной передачи

Z1

Z2

Z3

Z4

R, м

r, м

Рг, Н

М1, Нм

М2, Нм

uгп

u'гп

hгп

одинарная

двойная

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Методические указания к

Лабораторной работе № 3

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

 

Цель работы

Цель работы - ознакомление с работой двухколодочного тормоза с пружинным замыканием и определение величины тормозного момента.

Теоретические сведения

Оборудование и приборы

1. Техническая характеристика экспериментальной установки ДМ - 38.

1.1. Диаметр шкива, Д=100 мм.

1.2. Электромагнит типа МО - 100Б.

1.3. Тормозной момент: начальный - 0,5 Нм;

минимальный - 20 Нм.

1.4. Маховой момент одного диска - G*D²=0.39 кг*см².

1.5. Число дисков - 3.

1.6. Приведённый маховой момент вращающихся масс без дисков - G*D_уст=0,1 кг*см².

1.7. Электродвигатель: тип - АОЛ 31 - 2;

мощность 0,75/1,1 кВт;

частота вращения вала 955/1440 об/мин:

напряжение 380 В.

 

2. Меры безопасности при работе на экспериментальной установке.

2.1. До включения машины проверить крепление дисков (маховика).

2.2. Убедиться в надёжности крепления защитного кожуха, вращающихся звеньев, а также токоведущих элементов.

2.3. Пробным включением убедиться, что вал вращается в направлении стрелки на защитном кожухе маховика.

 

3. Назначение пульта управления.

 

3.1.
При включении кнопки «разгон» производится размыкание тормоза и пуск электродвигателя.

3.2. Нажатием кнопки «торможение» электродвигатель выключается и срабатывает тормоз, предназначенный для замедления вращения маховых масс вплоть до полной остановки их.

Регулировка величины тормозного момента производиться регулировочными гайками, установленными на штоке тормоза, взаимодействующими с замыкающей пружиной.

4. Схема установки приведена на рис. 1.

 

Порядок проведения работы

1. Определить усилие главной пружины по уравнению:

F_пр = (H₀-H)*C,

Н₀=63 мм. - начальная длина пружины;

Н - установленная длина пружины.

(Шаг установки принять 2...4 мм)

Для четырёх значений длин построить тарировочный график пружины F_пр=f(Н);

С - жёсткость пружины, С=1,63 кгс/мм (С=16,3 Н/мм).

2. По зависимости М_тр= m*l/l₁*h*D*(F_пр-F_в), где

m=0,42 - коэффициент трения;

h=0,9 - КПД рычажной системы;

l=170 мм, l₁=70 мм - плечи рычагов - тормоза;

D=100 мм - диаметр тормозного шкива;

F_в=3 кг с=30 Н - суммарное усилие, действующее на шток от момента веса якоря электромагнита и вспомогательной пружины, построить графики М_тр=f(F_пр).

3. Определить момент собственных вредных сопротивлений по уравнению

М_с=(G*D²/375*t_в)*n, [кгс*м(Нм)]

где G*D²=1.27 кгс*м² - маховой момент вращающихся масс установки;

n=955 и 1440 об/мин. - частота вращения;

t_в - время выбега, с (измеряется электросекундомером, которым оснащена установка).

4. Определить угловое ускорение (замедление) по формуле

e_т= dw / dt = p*n / 30*t_т

t_т,с. (измеряется электросекундомером).

5. Имея ввидууравнение движения агрегата

М_тр+М_с=I*dw/dt,

где I=GD²/4g - момент инерции маховика;

dw/dt=e_в=p*n / 30*t_в - угловое ускорение (замедление) в период свободного выбега при допущении о постоянстве углового замедлении,

имеем М_с=e_в*I= G*D²/375*t_в)*n - момент собственных вредных сопротивлений установки кг*см.,а из уравнения движения агрегата - тормозной момент, развиваемый тормозом,

М_тр=e_т*I-М_с=GD²/4g *e_т-М_с.

(определяется на частотах n=955 и 1440 об/мин).

6. Экспериментальное значение тормозного момента определяется для четырёх значений Fпр и Н по формуле

М _{т э} = e_т*I-М_с=GD²/4g *e_т-М_с

7. Определяется отклонение экспериментального и теоретического значений момента трения по зависимости

DМ=(М _тэ -М_тр) / М_тр*100%.

8. Результаты теоретических расчётов и расчётов, полученных на основе эксперимента, занести в таблицу 1.

 

Таблица 1.

 

9. Построить графики зависимостей Мтр=f(Fпр) и Мтэ=f(Fпр).

 

Содержание отчета

1. Привести схему установки по рис. 1.

2. Привести таблицу 1.

3. Построить графики Мтр=f(Fпр) и Мтэ=f(Fпр).

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Методические указания к

Лабораторной работе № 4

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

 

Цель работы

Цель работы - экспериментальное определение координат центра масс а/м.

Теоретические сведения

1. На лабораторной установке выполнить замеры общего веса а/м., нормальных нагрузок на переднюю и заднюю оси при горизонтальном положении а/м и на заднюю ось при наклонном положении его. Замерить базу а/м, статический радиус колёс, высоту подставки.

2. Из условия равновесия сил, действующих на а/м при горизонтальном положении, определить координаты центра масс а₁ и а₂ (рис. 1).

а₁=G₂*L/Gа; а₂=G₁*L/Gа,

где Gа - общий вес а/м;

G₁, G₂ - нормальные нагрузки, соответственно на переднюю и заднюю оси а/м (определяются взвешиванием) при горизонтальном положении.

 

Рис. 1. Схема для определения координат центра масс а/м.

L - база а/м (измеряется).

 

3. При наклонном положении а/м (рис. 2) определить высоту h центра масс а/м из условия равновесия сил.

Рис. 2. Схема сил в наклонном положении а/м.

1 – автомобиль, 2 – весы, 3 – подставка.

 

Уравнение моментов:

G^/₂*L*cos(a)=(Ga*sin(a))*h+(Ga*cos(a))*a₁

(Ga*sin(a))*h= G^/₂*L*cos(a)-(Ga*cos(a))*a₁, отсюда

(1)

 

h₀=h-r_c

где G^/₂ - нагрузка, приходящаяся на заднюю ось при наклонном положении а/м.

G^/₂=G₂ / cosa - определяется взвешиванием а/м на весах 2 при установке передних колёс на подставку 3, а задних - на весы;

r_с - статический радиус колеса (измеряется);

a - угол наклона а/м к горизонту

a=arcsin (H/L),

где H - высота подставки (измеряется).

 

4. При горизонтальном положении а/м определяется положение вертикальной продольной плоскости, в которой расположен центр масс его, для чего а/м устанавливают правыми и левыми колёсами на весах (рис. 3).

Рис. 3. Определение положения вертикальной продольной плоскости.

 

Из уравнений моментов:

R₂*к=Ga*k₁ и R₁*к=Ga*k₂

находятся k₁=R₂*k/Ga и k₂=R₁*k/Ga

 

Порядок проведения работы

1. Установить а/м на весы и определить его вес Ga.

2. Установить передние колёса а/м на весы и определить G₁.

3. Установить задние колёса на весы и определить G₂.

4. Установить подставку (3) под передние колёса и определить G^/₂.

5. Установить правые колёса а/м на весы, определить R₂.

6. Установить левые колёса а/м на весы, определить R₁.

7. Замерить базу а/м - L, статический радиус колеса - r_c и высоту подставки - H.

8. Установить в кузов а/м груз и произвести измерения в соответствии с п. п. 5,1...5,6.

9. Результаты измерений вносятся в таблицу 1.

Таблица 1.

№ п. п.	Измеряемый параметр.	Ед. измер.	Вид загруженности а/м. порожний гружённый
1.	Общий вес а/м, Ga.	н
2.	Нормальная нагрузка на передн. ось,G1	н
3.	Нормальная нагрузка на заднюю ось,G2	н
4.	Нормальная нагрузка на заднюю ось при наклонном положении а/м, G/2	н
5.	Нормальная нагрузка на левые колёса R1	н
6.	Нормальная нагрузка на прав.колёса R2	н

 

10. На основании замеров, внесённых в таблицу 1, и измеренных значений L, H, r_c по выражениям из п. п. 2, 3, 4 определяют величины a₁, a₂, h, h₀, k₁, k₂ и вносят в таблицу 2.

 

Таблица 2.

Рассчитываемые параметры.	Ед. измер.	Вид загруженности а/м. порожний - гружённый.
a1	м
a2	м
h	м
h0	м
k1	м
k2	м

 

Содержание отчета

1. Выполнить рисунки 1, 2, 3.

2. Привести формулу (1).

3. Привести таблицы 1 и 2.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Методические указания к

Лабораторной работе № 5

Подвеска автомобиля

 

по дисциплине

 

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

 

Подвеска автомобиля

Цель работы

Цель работы – экспериментальное определение усилий в пружине подвески автомобиля по ходу сжатия и построения упругой характеристики подвески.

Теоретические сведения

Требования к системе подрессоривания.

Подвеска автомобиля и демпфирование в ней должны обеспечивать комфортабельность движения (плавность хода), безопасность движения и устойчивость на поворотах. Свойства подвески зависят от различных параметров и взаимодействия деталей, т.е. от типа и жесткости упругих элементов, стабилизаторов, шарниров рычагов, амортизаторов, их соединений, массы осей, типа подвески двигателя, колесной базы, колеи и шин.

Мягкие пружины и большие хода подвески являются предпосылкой высокой плавности хода автомобиля, достаточной свободы продольных угловых колебаний кузова и хорошего держания дороги шинами.

Упругая характеристика подвески.

Рис.1. Упругая характеристика подвески

 

Для удовлетворения требованиям плавности хода подвеска должна обеспечивать определенный закон изменения вертикальной реакции на колесо R_z в зависимости от прогиба (рис.1). Эта зависимость называется упругой характеристикой подвески.

При движении по неровным дорогам с увеличением амплитуды колебаний подвески относительно статического положения для предотвращения ударов в ограничитель, жесткость подвески должна увеличиваться. Отношение динамической нагрузки к статической характеризует коэффициент динамичности K_д=R_{z д}/R_zст

Площадь под кривой упругой характеристики определяет динамическую энергоемкость подвески, которая эквивалентна работе полной деформации упругого элемента. Для увеличения динамической энергоемкости упругая характеристика подвески должна обеспечивать прогрессивное возрастание реакции R_{z д} при меньшем прогибе. Такой же K_д можно обеспечить при линейной характеристике, но при этом динамический прогиб f'_д чрезмерно увеличивается, что трудно обеспечить конструктивно.

При изменении полной нагрузки автомобиля от минимума до максимума нагрузка от подрессоренной части, определяющая f_ст, меняется на передней подвеске на 10...30%, на задней подвеске: легковых автомобилей на 45…60%, грузовых – на 250…400%, автобусов – на 200…250%.

В некотором диапазоне изменения нагрузки, близкой к статической R_zст характеристика должна обеспечивать оптимальную частоту колебаний: для легковых автомобилей – 0,8…1,2 Гц, для грузовых – 1,2…1,9 Гц, что соответствует уровню колебаний человека при ходьбе.

Частота собственных колебаний подрессоренной массы зависит от статического прогиба подвески f_ст и определяется выражением

Динамическая нагрузка в целом в 2,5…3 раза больше статической, т.е. R_{z д}=(2,5…3)R_{z ст}.

Жесткость подвески должна изменяться пропорционально приходящейся на нее нагрузке.

Постоянство статического прогиба обеспечивается в автомобилях за счет регулирования давления воздуха в пневматической подвеске или применением дополнительных упругих элементов, вступающих в работу при увеличении нагрузки.

Оборудование и приборы

3.1 Передняя подвеска макета автомобиля ВАЗ-2101

3.2 Стяжка мерная, оборудованная рычагами, часовым индикатором и пружинами сжатия, которые оттарированы.

 

Рис. 2. Схема установки:1 - индикатор; 2 - тарированная пружина; 3 - стяжка с измерительной шкалой; 4 - ступица; 5 - пружина подвески; 6 - рама макета автомобиля.

 

Порядок проведения работы

4.1. Вращением гайки стяжки установить начальное положение рычагов подвески, выбрав зазоры в соединениях установки (рис. 2);

4.2. Выставить стрелку индикатора на нуль;

4.3. Вращением гайки стяжки нагружать подвеску, создавая вертикальное усилие R_z, фиксируемое на индикаторе, с шагом 10 мм. При этом перемещение винтов стяжки Н, представляющее условно прогиб подвески под колесом автомобиля, фиксируется на гайке стяжки, оснащенной шкалой. Н_max = 80 мм.

Показания индикатора фиксировать через каждый шаг. Цена деления индикатора - 31Н. Результаты измерений внести в таблицу 1.

4.4.Определить статический прогиб пружины 5 подвески по уравнению:

4.5.Определить усилие сжатия пружины 5 подвески по уравнению:

4.6.Определить жесткость пружины 5 подвески по уравнению:

Примечание: силами тяжестей подвижных элементов подвески и углами наклона рычагов в расчетных уравнениях пренебрегаем.

Результаты расчетов вносятся в таблицу 1.

Таблица 1.

Перемещение Н, мм
Число делений индикатора, n
Цена деления индикатора	31Н
Rz, кН
fпр, мм
Рпр, кН
Спр, Н/мм

 

4.7. По результатам, помещенным в таблицу 1, построить характеристику (R_z, H).

Содержание отчета

5.1. Привести схему установки (рис. 2)

5.2. Привести формулы (4.1), (4.2), (4.3)

5.3. Привести таблицу 1

5.4. Привести характеристику (Rz, H)

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

 

Политехнический институт

Методические указания к

Лабораторной работе № 6

Рулевое управление

 

по дисциплине

 

АВТОМОБИЛИ

 

 

Направление подготовки: 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

 

Формы обучения: очная, заочная, заочная сокращенная

 

 

Тула 2012 г.

 

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Д.В. Витальскими обсуждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20__ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры АиАХ факультета ТТС

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________ Н.Н. Фролов

 

Рулевое управление

Цель работы

Цель работы - экспериментальное определение передаточного числа рулевого управления автомобиля, расчет на прочность рулевого вала и определение силового КПД рулевого управления.

Теоретические сведения

Определение усилия на рулевом колесе

Усилие на рулевом колесе для поворота на месте определяется по зависимости

(1)

 

где - угловое передаточное число рулевого управления;