Материал: Расчет эксплуатационных свойств автомобиля

пе

об/мин

1160

2320

3480

4640

5800

Ме

  Н м

58,265801

63,91459

65,14259

61,9498

54,33621

Первая передача трансмиссии ump1 = 22,32224

Н

4126,115

4526,136

4613,098

4386,998

3847,839

Рв

Н

0,7812133

3,124853

7,03092

12,49941

19,53033

Da

-

0,2951041

0,323552

0,329493

0,312928

0,273857

V

м/с

1,5823681

3,164736

4,747104

6,329472

7,91184

Вторая передача трансмиссии ump2 = 14,88738

Рт

Н

2751,8314

3018,618

3076,615

2925,823

2566,241

Рв

Н

1,7563401

7,02536

15,80706

28,10144

43,9085

Da

-

0,1967255

0,215433

0,218954

0,207287

0,180434

V

м/с

2,3726136

4,745227

7,117841

9,490454

11,86307

Третья передача трансмиссии ump3 = 9,92492

Рт

Н

1834,5543

2012,412

2051,077

1950,548

1710,827

Рв

Н

3,9517652

15,80706

35,56589

63,22824

98,79413

Da

-

0,1309514

0,142826

0,144179

0,135009

0,115316

V

м/с

3,5589204

7,117841

10,67676

14,23568

17,7946

Четвертая передача трансмиссии ump4 = 6,618085

Рт

Н

1223,3082

1341,906

1367,689

1300,655

1140,805

Рв

Н

8,8875178

35,55007

79,98766

142,2003

222,1879

Da

-

0,0868731

0,09345

0,092115

0,08287

0,065713

V

м/с

5,3371935

10,67439

16,01158

21,34877

26,68597

Пятая передача трансмиссии ump5 = 4,415

Рт

Н

816,08287

895,201

912,4006

867,6817

761,0442

Рв

Н

19,970261

79,88105

179,7324

319,5242

499,2565

Da

-

0,0569496

0,058324

0,052411

0,039212

0,018727

V

м/с

8,000453

16,00091

24,00136

32,00181

40,00227

Первая передача трансмиссии δвp =2,052525

V

м/с

1,582

3,164

4,747

6,329

7,911

a

м/с2

1,324

1,460

1,488

1,409

1,222

Вторая передача трансмиссии δвp =1,484815

V

м/с

2,372

4,745

7,117

9,490

11,863

a

м/с2

1,180

1,304

1,327

1,250

1,07

Третья передача трансмиссии δвp =1,23214

V

м/с

3,558

7,117

10,67

14,23

17,79

a

м/с2

0,899

0,9938

1,0046

0,93

0,77

Четвертая передача трансмиссии δвp =1,11988

V

м/с

5,337

10,674

16,011

21,348

26,68

a

м/с2

0,603

0,66

0,649

0,568

0,417

Пятая передача трансмиссии δвp =1,07

V

м/с

8,00

16,00

24,00

32,00

40,00

a

м/с2

0,359

0,369

0,315

0,194

0,00

ne/nn

-

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Ne

кВт

7,077312

15,5269

23,73782

30,09917

33

Nт

кВт

6,511127

14,28474

21,8388

27,69123

30,36

V5

м/с

8,00

16,00

24,00

32,00

40,00

Nψ

кВт

2,013126

4,026252

6,039378

8,052504

10,06563

Nв

кВт

0,1597711

1,278169

4,313821

10,22535

19,97139

Nψ+Nв

кВт

2,1728971

5,304421

10,3532

18,27786

30,03702

U

-

0,3337206

0,371335

0,474074

0,660059

1

Kn

-

1,0871698

1,063689

0,998422

0,901642

0,950929

Kω

-

1,08928

0,99544

0,95696

0,96232

1

qn

л/100км

 4,256

4,64

5,45

6,55

9,45

.4 Устойчивость автомобиля

Наиболее вероятна и наиболее опасна потеря поперечной устойчивости автомобиля, которая оценивается следующими показателями:

Vз - максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая началу его скольжения, м/с (в дальнейшем -критическая скорость автомобиля по условию заноса);

Vо - максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая началу его опрокидывания, м/с (в дальнейшем -критическая скорость автомобиля по условию опрокидывания);

βз - максимальный (критический) угол косогора, соответствующий началу поперечного скольжения колес автомобиля, град, (в дальнейшем - критический угол по условию заноса);

βо - максимальный (критический) угол косогора, соответствующий началу поперечного опрокидывания автомобиля, град, (в дальнейшем - критический угол по условию опрокидывания).

Критическая скорость автомобиля по условию заноса определяется по следующей формуле

Vз =  , (2.19)

где Vз - критическая скорость автомобиля по условию заноса, м/с;

R - радиус поворота, м (в расчетах принять R=100 м);

φ - коэффициент сцепления шин с дорогой (в расчетах принять (φ = 0,8);

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Vз =

Критическая скорость автомобиля по условию опрокидывания определяется по формуле

Vо =  ,

Vо =  =31,32 (2.20)

где Vо - критическая скорость автомобиля по условию опрокидывания, м/с;

Кср - средняя колея автомобиля, м;

 - высота центра тяжести автомобиля, м.

)- коэффициент поперечной устойчивости (принимаем = 1)

Критический угол по условию заноса определяем по формуле

βз = arc tg φ, град (2.21)

βз = arc tg0,8 = 39

Критический угол по условию опрокидывания определяем по формуле

βз = arc tg(), град (2.22)

βз = arc tg1 = 45

Возможность автомобиля противостоять опрокидыванию зависит от отношения  которое называется коэффициентом поперечной устойчивости (для легковых ηпоп =0,9...1,2).

.5 Тормозные свойства автомобиля

.5.1 Замедление при торможении

Показатели тормозной динамичности автомобиля определяют, считая, что тормозные силы на всех колесах автомобиля достигли значения сил сцепления.

Замедление при торможении можно определить по формуле

aз = (φ + ψ)  g/Kэ (2.23)

aз = (0,8+0,018)  9,81/1,1=7,29 м/с2

где aз - критическая скорость автомобиля по условию заноса, м/с;

φ - коэффициент сцепления шин с дорогой (в расчетах принять (φ = 0,8);

ψ - коэффициент сопротивления дороги (по заданию);

g - ускорение свободного падения, м/с2;

Kэ - коэффициент эффективности торможения (для легковых автомобилей составляет Кэ =1,1…1,2, принимаю Кэ=1,1).

.5.2 Время торможения

Время торможения определяем по формуле

tmop = (Vн / aз мах) - 0,5  tу , (2.24)

tmop = (40 / 7,29) - 0,5 0,1=5,44 с

где aз мах - максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с2 (в расчетах принять aз мах = aз);

tу - время, в течение которого замедление увеличивается от нуля (начало действия тормозной системы) до максимального значения, с (для грузовых автомобилей tу =0,05... 0,2, принимаю tу =0,12 с);

Vн - скорость начала торможения, м/с.

При максимальной скорости начала торможения

2.5.3 Тормозной путь

Тормозной путь автомобиля (Smop , м) определим по формуле

Smop =  / (2  aз мах) (2.25)

Smop =402/ (2 7,29) = 109,74 м

При максимальной скорости начала торможения

Распределение общей тормозной силы между мостами не соответствует реальным реакциям, изменяющимся во время торможения, поэтому критическое замедление автомобиля оказывается меньше, а время торможения тормозной путь больше теоретических значений этих показателей. Для приближения результатов расчета к экспериментальным данным в формулу (2.20) вводится коэффициент эффективности торможения Кэ, (среднее значение которого для легковых автомобилей составляет Кэ =1,1... 1,2)

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА УЗЛА (АГРЕГАТА, СИСТЕМЫ) АВТОМОБИЛЯ

.1 Назначение узла (агрегата, системы)

Тормозное управление предназначена для замедления движения автомобиля вплоть до полной остановки и удержания его на месте, на стоянке.

.2 Требования, предъявляемые к узлу (агрегату, системе)

К тормозному механизму предъявляется повышенные требования, так как тормозное управление является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. Требования к тормозным системам регламентированы ГОСТ 22895-77 и международными правилами (Правила №13 ЕЭК ООН).

Требования к тормозным механизмам следующие:

минимальный тормозной путь или максимальное установившееся замедление

сохранение устойчивости при торможении;

стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях;

минимальное время срабатывания тормозного привода;

силовое следящее действие тормозного привода, т.е. пропорциональность между усилием на педали и приводным моментом;

малая работа управления тормозными системами - усилие на тормозной педали в зависимости от назначения автотранспортного средства должно лежать в пределах 500…700 Н (низший предел для легковых автомобилей): ход тормозной педали 80…180 мм;

надежность всех элементов тормозных систем. Основные элементы (тормозная педаль и ее крепление, главный тормозной цилиндр, тормозной кран и др.) должны иметь гарантированную прочность, не должны выходить из строя на протяжении гарантированного ресурса; должна быть также предусмотрена сигнализация, оповещающая водителя о неисправности тормозной системы;

.3 Классификация узлов (агрегатов, систем);

. По типу привода:

механический (фрикционный);

гидравлический;

электрический;

комбинированный

. По расположению:

колесный;

трансмиссионный.

. По форме поверхностей трения:

дисковый;

барабанный: а) колодочный

б) ленточный.

.4 Анализ конструкций узла (агрегата, системы)

Для анализа конструкции тормозных механизмов служат следующие критерии:

коэффициент тормозной эффективности;

стабильность - характеризует зависимость коэффициента тормозной эффективности от изменения коэффициента трения;

уравновешенность тормозного механизма;

Наиболее подходящим механизмом для проектируемого легкового автомобиля принимаю дисковый тормозной механизм, характеристика которого описана в пункте 3.4.1.

.4.1 Дисковые тормозные механизмы

Дисковые тормозные механизмы применяются главным образом на легковых автомобилях: на автомобилях малого и среднего классов - в большинстве случаев только на передних колесах (на задних колесах применяются барабанные тормозные механизмы).

Конструкция дисковых тормозных механизмов могут выполняться с неподвижной или плавающей скобой. Появилась еще конструкции дисковых тормозных механизмов с качающейся на маятниковом подвесе скобой и односторонним расположением цилиндра. Такая конструкция исключает возможность заедания скобы, наблюдающегося иногда в конструкциях с плавающей скобой.

Рис.1 Схема дискового тормозного механизма и его статическая характеристика.

К другим достоинствам дискового тормозного механизма можно отнести:

стабильность;

меньшую чувствительность к попавшей на накладки воде, по сравнению с барабанным тормозным механизмом;

возможность увеличения передаточного числа тормозного привода благодаря малому ходу поршня;

хорошее охлаждение тормозного диска, так как тормозной механизм открытый;

меньшую массу по сравнению с барабанным.

Дисковый тормозной механизм неуравновешенный, так как при торможении создается дополнительная сила, нагружающая подшипники колеса. Следует также отметить, что в дисковом тормозном механизме тормозные накладки изнашиваются более интенсивно, чем в барабанном, поэтому необходима более частая смена колодок. Конструкция дисковых тормозных механизмов предусматривает легкую и быструю смену тормозных колодок.

.4.3 Тормозной гидропривод

Тормозной гидропривод применяется на всех легковых и грузовых автомобилях полной массой до 7,5 т.

Достоинства:

малое время срабатывания;

равенство приводных сил на тормозных механизмах левых и правых колес;

удобство компоновки;

высокий КПД;

возможность распределения приводных усилий между тормозными механизмами передних и задних колес в результате применения рабочих цилиндров разного диаметра ;

простота обслуживания.

Недостатки:

снижение КПД при низких температурах;

возможность выхода из строя тормозной системы при местном повреждении привода.

На современных автомобилях обязателен двухконтурный привод: при выходе из строя одного контура обеспечивается возможность торможения неповрежденным контуром, хотя и с меньшей эффективностью.

.5 Расчет детали проектируемого узла (агрегата, системы)

Нагрев тормозного диска :

 (3.1)

=178 С

=44,5 С

где  - масса автомобиля, приходящаяся на тормозящее колесо;

 - масса диска;

С - удельная теплоемкость чугуна или стали, С=500 Дж/(кг К).

Заключение

В результате выполненных расчетов, данный автомобиль обладает следующими техническими характеристиками:

-максимальная мощность двигателя (при 580 рад/с) 33 кВт

-максимальный крутящий момент двигателя (при 580 рад/с) 65,143 Нм

максимальный динамический фактор составляет 0,33

максимальное ускорение равно  1,488 м/с2

тормозной путь при максимальной скорости составил  109,74 м

критическая скорость автомобиля по условию заноса 28,01 м/с

критическая скорость автомобиля по условию опрокидывания 31,32 м/с

критический угол по условию заноса 39

критический угол по условию опрокидывания 45

Список используемой литературы

1.   Давыдов А.А. Тяговые и эксплуатационные свойства автомобиля. Учебное пособие. - Усть-Каменогорск.: «ТОО ПКВК Арго», 2010.-124 с.

2.      Давыдов А.А. Автомобиль. Тяговый расчет, теория движения. Учебное пособие. - Усть-Каменогорск: «ТОО ПК ВК Арго», 2011.-125 с.

.        Давыдов А.А., Макенов А.А. Эксплуатационные свойства автомобиля: Учебное пособие. - Усть-Каменногорск.: ВКГТУ, 2005. - 110 с.

. Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. -М.: ПЦ «Академия», 2006.- 240 с.

5. Давыдов А.А. Расчет тяговых и эксплуатационных свойств автомобилей и тракторов. Методические указания к практическим занятиям. Усть-Каменогорск.: «ТОО ПК ВК Арго», 2011. - 55 с.